肺炎双球菌是一种菌体矛头状、常成双排列的球菌。肺炎双球菌是菌体矛头状、常成双排列的球菌。直径0.5～1.5微米。革兰氏染色阳性，但老龄菌常呈阴性反应。在机体内形成荚膜，经人工培养后荚膜逐渐消失，菌落由光滑型变为粗糙型。兼性厌氧菌，经常寄居在正常人鼻咽腔中，多数不致病，仅部分具有致病力，引起大叶肺炎、腹膜炎、胸膜炎、中耳炎、乳突炎以及败血症等。在含血的营养琼脂培养基上，37℃，24小时可形成细小、灰白、透明或半透明有光泽的扁平菌落，周围有草绿色溶血环。培养2～3天后，由于产生自溶酶，菌体自溶，菌落中央出现凹陷。胆汁、胆盐或其他活性物质能加速自溶酶的作用，使细菌在短期内溶解。其荚膜多糖抗原与致病力有密切关系，且成分复杂。根据荚膜多糖抗原的不同，可将其分为若干血清型，其中Ⅰ～Ⅲ型致病力较强，Ⅲ型最强，且具有厚的荚膜，可作为鉴别此菌的依据。在各型肺炎球菌中，许多遗传标记可被转移，种内和属内的相互转化作用也已证明。
此菌存在着两种类型：（1）粗糙型或称 R型（“R”来自英文“Rough”），菌体无荚膜，菌落粗糙，一般无致病性；（2）光滑型或称S型（“S”来自英文“Smooth”），菌体有荚膜，菌落光滑，致病性较强，为有毒株。R型肺炎双球菌菌体无多糖类的荚膜，是无毒性细菌；S型肺炎双球菌菌体有多糖类的荚膜，是有毒性的细菌，使人患肺炎或使小鼠患败血症。
