Pestbakterien er en gramnegativ, lille, polymorf, ikke-bevægelig stavbakterie (Yersinia pestis) fra Enterobacteriaceae-familien i slægten Yersinia. Den har en slimet kapsel og danner ikke sporer. Den er en fakultativ anaerob bakterie. Den er farvet med bipolære anilinfarvestoffer (mere intenst i kanterne). Der findes rotte-, murmeldyr-, jordrotte-, mark- og gerbilvarianter af pestbakterien.