Clostridium botulinum is een bacterie die sporen vormt. Sporen zijn de vorm waarin de bacterie heel goed in het milieu overleeft, ze zijn bestand tegen zowel vocht als hitte en kunnen ook goed tegen uitdroging. De sporen komen wereldwijd voor. Ze worden gevonden in zowel de grond als in de darmen en de ontlasting van dieren.
Onder gunstige omstandigheden, dat is wanneer er geen zuurstof is, kan de spore overgaan in een bacterievorm die grote hoeveelheden toxines produceert die op het zenuwstelsel aangrijpen. In ingeblikte voedingswaren of voedsel dat onder olie bewaard wordt is geen zuurstof aanwezig, hierin zullen toxines kunnen ontstaan wanneer sporen aanwezig zijn. 
Toxines veroorzaken verlammingsverschijnselen bij mens en dier. Toxines zijn een stuk minder stabiel dan sporen, ze kunnen kapot gekookt worden door verhitting boven de 85 graden C gedurende minstens vijf minuten en in oppervlaktewater vallen ze na enkele dagen spontaan uiteen. Botulisme wordt niet overgedragen van mens naar mens.

De Clostridium botulinum bacterie wordt onderverdeeld in zeven verschillende types, A tot en met G, op basis van het toxine dat ze produceren. De types A, B en E (zelden F) veroorzaken ziekte bij de mens . Types C en D (zelden B en E) veroorzaken ziekte bij zoogdieren. Ziekte bij vogels wordt met name door type C veroorzaakt en bij vissen vooral door type E. Hieruit volgt dat sterfte onder bijvoorbeeld watervogels, veroorzaakt door type C, niet gevaarlijk is voor de mens. De voor de mens gevaarlijke types B en E komen maar zelden voor bij dieren, maar sterfte onder vissen kan wel veroorzaakt worden door type E, dat ook gevaarlijk is voor mensen. Daarom moet men zwemmen vermijden in oppervlaktewater waar veel vissterfte optreedt.

Er zijn drie vormen van botulisme: 
1. Voedselgerelateerd botulisme is een echte voedselintoxicatie en ontstaat doordat in met sporen besmet voedsel grote hoeveelheden toxines zijn ontstaan, waarna dat voedsel niet goed verhit is geweest. Het betreft meestal type A, B of E. 
2. Infantiel botulisme is wanneer baby’s (met name hele jonge, tot zes maanden) sporen hebben binnen gekregen. Deze sporen zien kans om zich in de darm tot bacteriën te ontwikkelen die de toxines uit gaan scheiden. Bij oudere kinderen en volwassenen zorgt de aanwezigheid van andere bacteriën in de darm dat dit niet gebeurt, maar bij baby’s is de darmflora nog onvoldoende ontwikkeld. Een berucht product waar sporen in voor zouden kunnen komen is honing, vandaar dat het baby’s (voor de zekerheid tot één jaar) wordt ontraden om honing te eten. Het betreft meestal type A, B of F. 
3. Wondbotulisme ontstaat wanneer sporen in een wond terecht komen, waarna toxines gevormd kunnen worden. Theoretisch kan dit gebeuren wanneer mensen met een wondje aan de hand in besmette aarde werken. Ook bij druggebruikers is wel wondbotulisme gemeld door het spuiten van heroïne met besmette naalden. Meestal gaat het om type A of B.

Voedselgerelateerd botulisme: zo’n 12 tot 36 uur na infectie treden de eerste verschijnselen op. Deze zijn slechter zien, slecht slikken en moeilijk praten. Eventuele koorts en diarree wordt niet veroorzaakt door het toxine maar door andere ziekteverwekkers die mogelijk ook in het eten hebben gezeten.Vervolgens ontstaat een zich steeds verder uitbreidende verlamming. Bij uitbreiding tot aan de ademhalingsspieren zal de patiënt beademd moeten worden om te overleven. De diagnose wordt bij mensen gesteld op grond van het ziektebeeld. 

Infantiel botulisme: bij infantiel botulisme worden soortgelijke symptomen gezien, eventueel vooraf gegaan door obstipatie, voedselweigering, overvloedige speekselafscheiding en op hoge toon huilen van de baby.

Wondbotulisme geeft dezelfde verschijnselen als een voedselintoxicatie.