棒狀桿菌屬細菌種類較多，其中白喉棒狀桿菌（C．diphiheriae）致病性強，可引起白喉( diphtheria)。此外，還有假白喉棒狀桿菌、結膜干燥棒狀桿菌、陰道棒狀桿菌、痤瘡棒狀桿菌等，一般統稱為類白喉桿菌(diphtheroid bacilli)。這些菌分別寄生于人鼻腔、咽喉、眼結膜、外陰和皮膚等處，一般無致病性，多為條件致病菌。
白喉棒狀桿菌俗稱白喉桿菌，是人類白喉(diphtheria)的病原體。白喉是一種常見的急性呼吸道傳染病，其病理特征是在咽喉等處形成灰白色假膜。
白喉棒狀桿菌又名KLB，是人類白喉的病原菌。菌體大小(0.3～0.8)×(1～8)微米，異染顆粒明顯，無動力，適溫為37℃，普通培養基上能生長，但形態不典型，于呂弗勒凝固血清或雞蛋培養基上迅速生長，且菌形典型，異染顆粒明顯。在含有0.04%亞碲酸鉀血瓊脂培養基上，白喉棒狀桿菌菌落呈黑色。根據在亞碲酸鉀培養基上菌落的特點和生化反應特性分為重型、輕型和中間型，3型的產毒株對人類均有致病作用。對熱或常用消毒劑敏感，對干燥、寒冷和日光的抵抗力較一般無芽孢細菌強，在兒童玩具和生活用品上留存數日后，仍具有傳染性。
致病物質主要是外毒素，只有攜帶β棒狀噬菌體的菌株才產生外毒素。病后因機體產生抗毒素抗體而有堅強免疫力。患者可用白喉抗毒素和青霉素等治療。
還有一些生物學特性與白喉桿菌類似的細菌，稱為類白喉棒狀桿菌。常存在于人類或動物的鼻腔、咽喉、外耳道、眼結膜、外陰中以及皮膚的表面。多數對人類不致病，其中一些可能是條件致病菌。還有一些對動物致病。致家畜疾病的棒狀桿菌均無運動性，大多引起化膿性疾病。疾病的發生常與創傷或動物的免疫力低下有關。