醋酸細菌是兩端鈍圓的杆狀菌，單個或呈鏈狀排列，有鞭毛，無芽孢，屬革蘭氏陰性菌。在高溫或高鹽濃度或營養不足等不良培養條件下，菌體會伸長，變成線形、棒形或管狀膨大等。
醋酸細菌為好氧菌，必須供給充足的氧氣才能進行正常發酵。在實施液態靜置培養時，會在液麵形成菌膜，但葡萄糖氧化杆菌除外。在含有較高濃度乙醇和醋酸的環境中，醋酸杆菌對缺氧非常敏感，中斷供氧會造成菌體死亡。
醋酸細菌生長繁殖的適宜溫度為28～33℃。醋酸菌不耐熱，在60℃下經10min即死亡。醋酸菌生長的最適pH為3.5～6.5，一般的醋酸杆菌菌株在醋酸含量達1.5％～2.5％的環境中，生長繁殖就會停止，但有些菌株能耐受7％～9％的醋酸。醋酸杆菌對酒精的耐受力頗高，通常可達5％～12％(體積分數)，但對鹽的耐受力很差，食鹽濃度超過1.0％～1.5％時就停止活動。生產中當醋酸發酵完畢就添加食鹽，其目的除調節食醋的滋味外，也是防止醋酸菌繼續將醋酸氧化為二氧化碳的有效措施。
對醋酸細菌最適的碳源是葡萄糖、果糖等六碳糖，其次是蔗糖和麥芽糖等。醋酸菌不能直接利用澱粉等多糖類。酒精也是很適宜的碳源，有些醋酸菌還能以甘油、甘露醇等多元醇為碳源。蛋白質水解產物、尿素、硫酸銨等都適宜於作為醋酸菌的氮源。至於礦物質，必須有磷、鉀、鎂等元素。由於釀製食醋的原料一般是糧食，即使是使用代用原料，其澱粉、蛋白質、礦物質的含量也很豐富，營養成分也能滿足醋酸菌的需要，除少數釀醋工藝外，一般不再需要另外添加氮源、礦物質等營養物質。
醋酸細菌有相當強的醇脫氫酶、醛脫氫酶等氧化酶係活性，因此除氧化酒精生成醋酸外，也有氧化其他醇類和糖類的能力，生成相應的酸、酮等物質。例如，丁酸、葡萄糖酸、葡萄糖酮酸、木糖酸、阿拉伯糖酸、丙酮酸、琥珀酸、乳酸等有機酸，以及氧化甘油生成二酮、氧化甘露醇生成果糖等。醋酸菌也有生成酯的能力，接入產生芳香酯多的菌種發酵，可以使食醋的香味倍增。上述物質的存在對形成食醋的風味有重要作用。
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