Антигенное строение. Коклюшный микроб по антигенным свойствам однотипен, но отличается сложностью антигенного строения — у него удается выявить до 12 антигенных компонентов. Коклюшный микроб имеет собственные видовые антигены и общие с паракоклюшными. Общие антигены имеются как у обоих видов (О-антиген), так и отдельные с каждым из них. Из коклюшных микробов были выделены фракции, обладающие иммунологическими свойствами: агглютиноген, гемагглютинин и протективный антиген.
Патогенность, вирулентность, образование токсина. В естественных условиях к коклюшу восприимчив только человек. Наиболее близкая по симптоматике к коклюшу картина заболевания была экспериментально воспроизведена у обезьян.
Куриные эмбрионы, крысы и морские свинки при введении культуры погибают от интоксикации. Внутрикожное введение культуры коклюшных микробов экспериментальным животным вызывают образование некроза в результате освобождения, при разрушении микробных клеток, ее токсичных компонентов.