因為它的外型呈棒狀，所以在Bergey's Manual of Systematic Bacteriology中把它分類在Aerobic Gram-Negative Rods and Cocci部門中。
aeruginosa為銅綠色的意思，因為大多數的綠膿桿菌會分泌兩種水溶性色素，壹種為非螢光性、淡藍色的綠膿菌青素（pyocyanin）另壹種則為淡綠色的螢光素（Pyoverdin，又稱為fluorescein），所以當傷口受到綠膿桿菌的感染，常會出現藍綠色的膿汁，此為綠膿桿菌名稱的由來。
三、自然界棲息地
綠膿桿菌喜好潮濕的環境，所以通常分布於泥土，水，空氣以及植物上，在有些健康人的皮膚上甚至腐敗的食物中。
四、大小、型態
綠膿桿菌大小約為1.5～3.0μm長，0.5～0.8μm寬，和腸道桿菌科細菌外觀差不多但較細，染色也較淡。具有運動性，大多數為單端鞭毛，菌株多具菌毛（pili）或是由藻多醣（alginate）組成類似莢膜的外膜，使其菌落成黏稠狀，此菌不會產生胞子。
綠膿桿菌能在培養基上快速生長成光滑圓形的菌落，這是由於其分泌的黏稠狀藻多糖造成，而綠色有螢光的色澤，則是由於前述兩種水溶性色素導致，產生特殊的芳香氣味，其原因是由於它能夠分解芳香族的苯環。
其可依據生長環境的不同分為三種不同型態：在尿道及呼吸道呈黏液狀；土壤及水中分離出的菌落則小而不規則；至於臨床培養的就較大且邊緣較為平整。
五、適合生長環境
綠膿桿菌最適合生長溫度為25～37℃，37℃和人體溫相當，故可在人體中生長，但在冰箱中或溫度高至42℃時此菌仍然可以存活，可以生存的酸堿度範圍為pH5～pH9，最適合生長的pH值是在pH7附近。
只要濕度合宜，綠膿桿菌可以在任何地方生長，所以極容易汙染醫院裏的醫療用具、消毒水、呼吸器、藥品等，並常經由水果，植物，蔬菜而傳染。
在醫院內，被綠膿桿菌汙染的液體表面或醫療器材潮濕的表面上，此菌會分泌出許多藻多醣（alginate）連結成壹片薄膜，使其不易被洗刷掉；甚至可以阻隔殺菌劑或抗生素進入菌體內，此特性可以使綠膿桿菌能在高濃度的消毒水中存活。
六、培養特性
綠膿桿菌對養分的需求很簡單，不但會分解利用多種有機物也可以利用簡單的硫酸胺為氮源，醋酸鹽為碳源。
若使用半固體培養基培養，利用穿刺技巧接菌後，將會發現沿接種線擴散的型態，並且均集中在上層，可以證明其有運動性及好氧的特性。
綠膿桿菌可以生長於初次分離嗜氧菌的各類滋養培養基，其菌落呈扁平狀而邊緣不規則，且會產生藍綠色色素，在血液瓊脂培養基尚可觀察到其產生溶血的現象。
因為綠膿桿菌沒有辦法發酵乳糖產酸，所以它在MacConky agar(MCA)以及Eosin Methylene blue agar(EMB)上會產生無色的菌落。
七、生化特性
綠膿桿菌為革蘭氏陰性桿菌且為絕對需氧菌，但也可以利用硝酸鹽為電子接受者在無氧的環境下生長。
此菌無法進行發酵作用，主要是利用氧化反應來代謝碳水化合物；氧化酵素實驗陽性，是區分綠膿桿菌和其他革蘭氏陰性腸內菌最常使用的檢驗方法。
在分離純化方面，同屬不同種的菌可先由壹般生化反應如下表所列的螢光素的產生與否；精氨酸雙水解酵素是否存在等縮小可能的菌種範圍，而鑒別綠膿桿菌的決定性特性則是在溫度培養上的差異：同屬不同種的全部細菌中，只有綠膿桿菌會在42℃以上仍能生長而其他種細菌不能；另外也僅只有綠膿桿菌不能在4℃以下生長而其他種可以。
因為綠膿桿菌對養分需求的要求並不高，所以在壹般培養基上都能生長，不需要特殊的培養基來培養，所以壹般而言由於其所分泌的藻多糖是壹種黏稠的物質，故而只要在培養基上肉眼觀察到的具有黏稠狀表面的菌落，若將其單獨挑起培養在壹般的培養基上培養，幾乎能肯定是綠膿桿菌。
綠膿桿菌的重要生化反應，非發酵性革蘭氏陰性桿菌的部分鑒別特性整理如表：
P.
aeruginosa
P.
fluorescens
P.
pseudomallei
P.
mallei
P.
cepacia
P.
maltophilia
P.
stutzeri
螢光素
+
+
_
_
_
_
_
精氨酸雙水解酵素
+
+
+
+
_
_
_
MacConkey agar
+
+
+
_
+
+
+
動力
+
+
+
_
+
+
+
氧化酵素
+
+
W+
W+
+
_
+
42℃生長
+
_
+
+
+/_
+/_
+/_
4℃生長
_
+
_
_
_
_
_
Gluconate 氧化作用
+
+/_
_
_
_
_
_
葡萄糖
+
+
+
+
+
_
+
明膠酵素
+
+
+
_
+/_
_
_
W=弱；＋=陽性；- =陰性；+/_=可變。
八、致病性或應用
根據目前的文獻報告，綠膿桿菌的致病機制可以總結為：綠膿桿菌經由傷口或呼吸道黏膜黏膜組織入侵宿主後，首先利用菌體表面的纖毛附著於細胞表面，菌體開始生長、繁殖，同時分泌許多毒素以及蛋白水解酵素。
這些蛋白水解酵素會破壞感染部位的組織提供細菌生長、分裂所需的養分，同時也分解宿主體內的補體、免疫球蛋白或細胞激素等有抗菌作用的防禦蛋白，使患者免疫系統不能發揮平時的防禦水準，不易消滅入侵的綠膿桿菌。
細菌數目不斷增加的結果，導致傷口附近養分的減少，此時有鞭毛的綠膿桿菌就開始往有充足養分供應的血流移動，此時蛋白質水解酵素可能也有益於綠膿桿菌穿透血管壁，進入血流引起菌血癥。
綠膿桿菌不斷分泌毒素或蛋白質水解酵素的結果，甚至可能導致細胞壁內毒素的成分經由血液循環到達各內臟器官。例如蛋白質水解酵素不斷分解有免疫抗菌作用的血清蛋白，使宿主無力跟綠膿桿菌作戰，再加上內毒素的影響使感染綠膿桿菌的死亡率常高達70％，高於其他常見的伺機性感染細菌。
綠膿桿菌會因為不同的感染途徑而引發不同的病癥：若其汙染到插管器材將導致泌尿系統感染；在進行脊椎穿刺時感染將導致腦膜炎；且因為其對於白血球有抑制或破壞的功能存在，故當接受抗癌藥物或燒傷病人受到感染時，有引發敗血癥的可能，其死亡率將超過80％，可說是醫院中極為棘手的致病菌。
目前在醫院當中對可能被綠膿桿菌汙染的器具是由石碳酸或戊二醛來做消毒；而在治療方面多采amikacin,gentamicin,tobramycin以及colistin ，而以gentamicin和carbenicillin混和治療的型態最為廣泛，效果也最顯著。