生化反应
除亚利桑那菌沙门菌外均不能发酵乳糖，大多数IMViC试验为-+-+，KIA：K/A、产气+/-、H2S+/-，MIU：动力+、吲哚-、脲酶-.
抗原结构
主要由0抗原和H抗原组成，部分菌株有类似大肠杆菌K抗原的表面抗原，与细菌的毒力有关，故称Vi抗原。
（1）0抗原：即菌体抗原。沙门菌属的菌体抗原有58种，以阿拉伯数字依次标记：根据沙门菌有共同的O抗原这一特点，分类学者将有共同抗原的细菌归为一组，这就使沙门菌分成42个群（或组）。即A、B、C……Z和O16～O67群。每群都有群特异性抗原，如A群O2、B群04、D群O9等。
（2）H抗原：即鞭毛抗原。H抗原是定型的依据。
沙门菌H抗原有两相，第一相为特异性抗原，用a、b、c……表示；第二相为共同抗原，用1、2、3……表示。
（3）表面抗原：已证实沙门菌属有Vi、M和5抗原三种。Vi抗原加热60℃30min或经石炭酸处理被破坏，其存在时可阻止0抗原与相应抗体发生凝集。
变异性
（1）S-R变异，菌落光滑型经人工培养传代后逐渐变成粗糙型。此时菌体表面的特异多糖抗原丧失，在生理盐水中可出现自凝。
（2）H-O变异，指有鞭毛的沙门菌失去鞭毛的变异。
（3）相位变异，具有双相H抗原（第I相为特异相，第Ⅱ相为非特异相）的沙门菌变成只有其中某一相H抗原的单相菌，称相位变异。
（4）V-W变异，失去全部Vi抗原的变异。
致病性
致病因素有侵袭力、内毒素和肠毒素3种。临床上可引起胃肠炎、肠热症、菌血症或败血症等。其中肠热症属法定传染病。
1.肠热症：即伤寒与副伤寒病。由伤寒与副伤寒沙门菌所引起的慢性发热症状。为法定传染病之一。
2.食物中毒：引起食物中毒的沙门菌以鼠伤寒、肠炎、汤卜逊、猪霍乱、乙型及丙型副伤寒沙门菌为常见。
3.慢性肠炎：沙门菌可引起老人和儿童的慢性肠炎。
4.败血症：多由猪霍乱沙门菌引起。
5.沙门菌的局部感染。如颈部、腰部等。
微生物学检查
标本来源
根据不同疾病采取不同的标本进行分离与培养。肠热症的第一、二周采血液，第二、三周采粪便与尿液。整个病程中骨髓分离细菌阳性率较高。食物中毒采集食物与粪便。
检查方法及鉴定
（1）不同标本的分离培养
1）粪便：一般将粪便或肛拭直接接种于SS和麦康凯平板上，用两种培养基的目的是为提高标本的阳性检出率。
2）血液和骨髓：抽取患者血液5ml或骨髓0.5ml，立即接种于含0.5%胆盐肉汤或葡萄糖肉汤5ml试管中进行增菌，48h将培养物移种到血平板和肠道鉴别培养基上，若有细菌生长取菌涂片革兰染色并报告结果。对增菌培养物连续培养7天，仍无细菌生长时，则报告阴性。
3）尿液：取尿液2～3ml经硫磺酸盐肉汤增菌后，再接种于肠道菌选择培养基或血平板上进行分离培养，亦可将尿液离心沉淀物分离培养。
4）局部感染的脓液。
（2）鉴定
沙门菌属的鉴定与志贺菌属相同，须根据生化反应和血清学鉴定两方面进行。
1）初步鉴定：如为革兰阴性杆菌时作氧化酶试验，阴性时，挑取可疑菌落分别移种于KIA和MIU上。并作生化反应。以沙门菌多价诊断血清作玻片凝集试验。凡符合KIA：K/A、产气+/-、H2S+/-、MIU：动力+、吲哚-、脲酶-，氧化酶-，触酶+，硝酸盐还原+，以沙门菌多价血清作玻片凝集试验阳性，鉴定为沙门菌属。
2）最后鉴定：沙门菌血清学鉴定主要借助于沙门菌O抗原多价血清与O、H、Vi抗原的单价因子血清。甲型副伤寒沙门菌、鼠伤寒沙门菌和伤寒沙门菌分别属于A、B、D血清群。
（3）血清学诊断与分型
肥达试验：肥达试验是一种试管凝集反应。用已知的伤寒杆菌O、H抗原和甲、乙型副伤寒杆菌H抗原，与待测血清作试管或微孔板凝集实验,以测定血清中有无相应抗体存在，作为伤寒、副伤寒诊断的参考。
分型
由于沙门菌95%属于A-F群，所以先进行A-F多价O血清凝集，依据6个O因子血清分别定群，分为A群、B群、C1亚群、C2亚群、D群、E群、F群综合H因子血清第一、第二组。依据凝集结果决定所属血清型。
用生化反应鉴定为沙门菌后，需要进一步用分型血清进行分型。沙门菌的血清学分型在鉴定中有着关键的作用。分型应用成套的沙门菌因子血清做玻片凝集法，一般分三步进行：
①由于沙门菌95%属于A-F群，所以先进行A-F多价O血清凝集，依据6个O因子血清分别定群：O2凝集者为A群，O4为B群，O7为C1亚群，O8为C2亚群，O9为D群，O3，10为E群，O11为F群。
属于A-F各O群的常见菌型依次用下表所述H因子血清检查第一相和第二相的H抗原
②如疑为沙门菌而A-F多价血清凝集阴性，应用Vi因子血清检查；如凝集则将浓菌液隔水煮沸30分钟以破坏Vi，再与A-F血清试验而定群；如Vi凝集阴性可进一步用OC，OD，OE，OG多价血清鉴定。
③如是双相菌，进一步用复合因子血清1，2，3，5；e，x，v；l，w检查2相抗原（常见沙门菌的抗原结构一般在诊断血清试剂盒中有详细介绍）。
沙门菌的预防
加强饮食卫生，防止饮用污染食品及水源，携带者的积极治疗，皮下注射死菌苗或口服减毒活菌苗也可预防沙门菌属细菌的感染。临床治疗主要依据体外药敏试验结果来选用敏感的抗生素，保持水及电解质的平衡，对并发症积极处理，如肠出血、肠穿孔、胆囊炎、心肌炎等。（对于伤寒沙门菌感染，可选择的抗生素有氯霉素、氟喹诺酮类、氨苄西林、复方新诺明、三代头孢等。）