肺炎雙球菌直徑0.5～1.5微米。 革蘭氏染色陽性， 但老齡菌常呈陰性反應。 在機體內形成莢膜， 經人工培養後莢膜逐漸消失， 菌落由光滑型變為粗糙型， 肺炎雙球菌屬雙球桿菌屬， 為化膿性革蘭氏陽性菌， 呈圓形或披針形、無芽孢， 無鞭毛。
在含血的營養瓊脂培養基上， 37℃， 24小時可形成細小、灰白、透明或半透明有光澤的扁平菌落， 周圍有草綠色溶血環。 培養2～3天后， 由於產生自溶酶， 菌體自溶， 菌落中央出現凹陷。 膽汁、膽鹽或其他活性物質能加速自溶酶的作用， 使細菌在短期內溶解。 其莢膜多糖抗原與致病力有密切關係，
根據莢膜多糖抗原的不同， 可將其分為若干血清型， 其中Ⅰ～Ⅲ型致病力較強， Ⅲ型最強， 且具有厚的莢膜， 可作為鑒別此菌的依據。 在各型肺炎球菌中， 許多遺傳標記可被轉移， 種內和屬內的相互轉化作用也已證明。
肺炎雙球菌兼性厭氧菌， 經常寄居在正常人鼻咽腔中， 多數不致病， 僅部分具有致病力， 引起大葉肺炎、腹膜炎、胸膜炎、中耳炎、乳突炎以及敗血症等。 顯微鏡下的肺炎雙球菌對於由肺炎雙球菌感染的眼部疾病， 可以用對其非常敏感的眼藥水“玻璃酸鈉滴眼液”來做為抗生素治療使用。
發現歷史
1944年， 美國科學家艾弗裡等人.從光滑型肺炎球菌（有莢膜、有毒性、菌落光滑、稱S型）中提取DNA、蛋白質和多糖物質，