淋病双球菌呈卵圆形、肾形或豆形，两个凹面相，大小 一致，无鞭毛、无荚膜、不形在芽孢，在脓液中成对排列于脓细胞（多核白细胞）的胞浆内或其外围（少数分布在细胞外），故名淋病双球菌（附图1），革兰氏染色阴性（一种常用的染色方法，可用于检查细菌），又称奈瑟氏双球菌，淋病奈瑟菌（由于淋球菌是1879年由NeisseriaGonorrhoea从急性尿道炎、阴道炎和新生儿结膜炎患者分泌物中首先发现的。），大小为0.6μm×0.8μm（0.5μm×0.7μm），只有在高倍的微镜下才能看到。淋球菌由核质、细胞浆、细胞膜和细胞壁等构成。它是嗜二氧化碳的需氧菌，在RH6.5-7.5，温度35-37℃，含5%-10%二氧化碳环境中生长迅速。淋球菌对理化因子的抵抗力较弱，42℃存活20分钟，50℃仅存活5分钟，100℃立即全部死亡，因此加热即很容易达到消毒目的。干燥条件也不适合淋球菌生长，该菌喜潮怕干，在干燥环境中1—2小时即可死亡，在潮湿的衣物、毛巾上以及脓汁中可生存10-24小时，在厕所坐垫上可生存18小时，在厚层脓液或湿润的物体上，可生存数夭。淋球菌对各种消毒剂也很敏感。1:4000的碳酸银可使淋球菌在7分钟内死亡，1%的石炭酸溶液能使淋球菌在1-3分钟内死亡。0.1％升汞溶液也可以很快杀灭淋球菌。因此，一般来说，淋病双球菌只能在人体存活。
淋球菌容易产生耐药菌珠，由于细胞染色体的突变和随着抗生素的使用，特别是不合理的用药，逐渐产生耐药菌株。目前临床上发现绝大多数感染者为耐药菌株的感染，即产β-内酰胺酶的耐青霉素淋球菌株（简称PPNG）及染色体质粒介导或染色体基因突变的耐药菌株，这给治疗增加了难度，故得病后一定要找有经验的大夫治疗，以免治疗不彻底。如治疗不彻底，淋球菌可潜伏在腺体内形成慢性淋病反复发作。
淋球菌侵入细胞的第一步是借助其外膜上的菌毛和蛋白Ⅱ粘附到阴茎、阴道的前尿道粘膜或子宫颈粘膜表面上皮细胞（柱状上皮细胞和移行上皮细胞）上，然后直接侵入上皮细胞或刺激上皮细胞吞噬而逐渐侵入粘膜下组织。菌体表面的菌毛、外膜蛋白和lgA分解酶，使淋菌得以粘附在宿主细胞表面并发挥其毒力。淋球菌进入上皮细胞后就开始大量繁殖增殖，并使上皮细胞变性、溶解，进而进入粘膜下层间隙，从而突破粘膜屏障，引起粘膜上皮的皮下感染，通过淋菌内毒素、脂多糖、补体和lgM等的作用，引起局部急性炎症，出现充血、水肿、化服、粘连，使粘膜上皮细胞，甚至粘膜下及浆肌层等都遭到破坏。病变在各腺管及窝的开口尤为明显，并可因各腺管及窝的开口阻塞，分泌物引流不畅而形成脓肿，脓破溃后可形成尿道瘘。感染严重时甚至可侵及尿道海绵体、阴茎海绵体，产生尿道周围炎及腹股沟淋巴结炎。部分淋球菌可越过尿道外括约肌进入后尿道引起急性后尿道炎，主要侵袭前列腺及精囊的开口，引起前列腺炎、精囊炎及附睾炎，导致不育。如果淋球菌从粘膜感染部位侵入血液，可在各个组织中引起淋球菌感染，称为播散性淋球菌感染。