Микроорганизм размножается делением, имеет спиралевидную форму (в среднем 8-14 равномерных завитков), длиной 7-14 мкм, толщиной 0,2-0,5 мкм. Совершает характерные движения: вращательное (вокруг продольной оси), поступательное, волнообразное, сгибательное.
При электронной микроскопии бледной трепонемы (БТ) выявленно, что она покрыта покровом, состоящим из трехслойной мембраны, клеточной стенки и мукополисахаридного капсулоподобного вещества. Под цитонлазматической мембраной расположены фибриллы (тонкие нити), обусловливающие многообразные движения, которые прикрепляются блефаропластами к концевым виткам и отдельным участкам цитоплазматического цилиндра. В мелкогранулярной цитоплазме находятся ядерная вакуоль, ядрышко и мезосомы. Для БТ характерен сложный антигенный состав (белковый, полисахаридный и липидные компоненты).
Неблагоприятные для развития и размножения бледной трепонемы экзогенные и эндогенные факторы (воздействие антител, антибиотиков и др.) могут изменять биологические свойства и образуются цисты, споры, L-формы, зерна, которые вследствие снижения иммунного состояния организма могут реверсировать в спиралевидные (вызывать активные проявления болезни).
При возникновении цист-форм БТ сворачивается в клубок, покрывается многослойной оболочкой. В таком состоянии меньше потребляет питательные вещества, незначительно раздражает окружающие ткани организма и поэтому не вызывает местных воспалительных реакций. Во внешней среде бледная птипонема малоустойчива. Погибает при высушивании, нагревании, действии солнечных лучей и химических веществ. Под действием 0,3-0,5% раствора хлористоводородной кислоты, 50-60% спирта БТ утрачивает подвижность и гибнет, в 0,2% растворе нитрата серебра, 5% растворе гидрокарбоната соды разрушается. Долго сохраняется в сырой воде, слюне, эякуляте, а также на трупах.