Клетки отличаются выраженным полиморфизмом: в одном препарате наблюдаются кокки и удлиненные палочки (особенно в молодых культурах). Клетки Brucella melitensis чаще представлены кокковидными формами, В.abortus и В. suis — палочками с закругленными концами. Возможно наличие капсул у некоторых видов, выявляемых при культивировании на среде Дорсе, на средах, содержащих 10% иммунной сыворотки барана или лошади, а также при выращивании на куриных эмбрионах. Капсульные культуры можно получить и при воздействии специфическим бактериофагом.
Колонии видов Brucella мелкие, выпуклые и гладкие, мутноватые, с перламутровым оттенком (S-формы); первые генерации при посеве из органов развиваются довольно медленно (2 недели и больше), при пересевах лабораторных культур обычно достаточно 2-5 суток. В процессе диссоциации образуют шероховатые R-колонии. Нуждаются в сложных, обогащенных средах содержащих несколько аминокислот, тиамин, никотинамид и ионы магния. Brucella abortus дает оптимальный рост в атмосфере, содержащей 5-10% СО2. Рост бруцелл стимулирует внесение в питательную среду 5% глицерина или сыворотки. Сыворотка и кровь стимулируют рость, но гемин (Х-фактор) и НАД (У-фактор) влияния на рост не оказывают. Для выращивания обычно применяют триптозный, триптозо-казеиново-соевый и кровяной (5% овечьей крови) агар; оптимальная среда для культивирования — печеночный агар Хеддльсона. При выращивании для проверки диссоциации культур применяют 1% декстрозный агар с добавлением 2% глицерина (можно дополнить внесением 5% сыворотки).