放线菌在形态上分化为菌丝和孢子，在培养特征上与真菌相似。然而，用近代分子生物学手段研究结果表明，放线菌是属于一类具有分支状菌丝体的细菌，革兰染色为阳性。主要依据为：
①同属原核微生物，细胞核无核膜、核仁和真正的染色体;细胞质中缺乏线粒体、内质网等细胞器;核糖体为70S;
②细胞结构和化学组成相似，细胞具细胞壁，主要成分为肽聚糖，并含有DPA;放线菌菌丝直径与细菌直径基本相同;
③生长PH范围与细菌基本相同，一般呈微碱性;
④都对溶菌酶和抗生素敏感，对抗真菌药物不敏感;
⑤繁殖方式为无性繁殖，遗传特性与细菌相似。
