Agen penyebab wabah adalah batang polimorfik gram negatif kecil non-motil Yersinia pestis dari famili Enterobacteriaceae dari genus Yersinia. Bakteri ini memiliki kapsul berlendir dan tidak membentuk spora. Bakteri ini bersifat anaerob fakultatif. Bakteri ini diwarnai dengan pewarna anilin bipolar (lebih intens di bagian tepi). Ada beberapa jenis bakteri wabah, yaitu tikus, marmut, tikus tanah, tikus ladang, dan gerbil.