La bactérie responsable du tétanos, Chlostridium tetani (image ci-dessus), est tellurique et commensale du tube digestif de certains animaux, principalement chevaux, bovins, ovins. Elle est anaérobie stricte et sporule quand les conditions deviennent, pour elle, défavorables. La spore se forme à l'extrémité de la cellule (bâtonnet). Elle peut subsister longtemps dans le sol (ou à sa surface). Elle est très résistante à la dessication, la lumière mais aussi à la chaleur et aux désinfectants. Elle peut germer (dans des conditions anaérobies) et donner une forme végétative capable de produire et libérer la toxine tétanique responsable de la maladie.

C'est à la faveur d'une plaie souillée, paraissant parfois insignifiante, que la bactérie contamine le patient. Une fois la barrière cutanée franchie, les spores peuvent, si la pression partielle en dioxygène est faible (anaérobiose) germer et redonner la forme végétative de Chlostridium tetani, capable de synthétiser et d'exporter la tétanospasmine, exotoxine responsable du tétanos. La période d'incubation varie de quelques jours à quelques semaines. La bactérie reste au niveau de la plaie où elle peut se mutiplier, c'est la toxine secrétée qui se retrouve au niveau du système nerveux central où son action dérégule la commande motrice de la contraction des muscles avec pour conséquences des spasmes, des convulsions dont les effets peuvent conduire au décès, le plus souvent à cause de troubles respiratoires.