乳杆菌属是一群革兰氏阳性、能耐受少量氧气的厌氧或微需氧的、呈棒状的、不形成芽孢的细菌。截至2020年，乳杆菌属包括260多个在系统发育、生态和代谢上多样化的物种；对乳杆菌属的分类修订将这些乳杆菌归类为25个属（见下文“分类”部分）。
乳杆菌物种构成了人类和动物微生物群在多个身体部位（如消化系统）和女性生殖系统的重要部分。在欧洲血统的女性中，乳杆菌物种通常是阴道微生物群的主要组成部分。乳杆菌在阴道和肠道微生物群中形成生物膜，使它们在恶劣的环境条件下得以存活并维持充足的种群。 乳杆菌与人体表现出互利共生关系，因为它保护宿主免受潜在病原体的侵害，而宿主则提供营养来源。乳杆菌是酸奶等食品中最常见的益生菌之一，它在维持人类健康方面用途多样，因为它可以帮助治疗腹泻、阴道感染和皮肤病如湿疹等。
代谢
乳杆菌是同型发酵的，即六碳糖通过糖酵解代谢成乳酸作为主要终产物，或者异型发酵的，即六碳糖通过磷酸烯醇丙酮酸途径代谢成乳酸、二氧化碳和乙酸或乙醇作为主要终产物。大多数乳杆菌能耐受少量氧气，一些种类的乳杆菌在生长培养基中含有血红素和甲萘醌时会进行呼吸作用。乳杆菌的耐氧性是锰依赖性的，已在植物乳杆菌（原名乳杆菌）中进行探索（并解释）。乳杆菌通常不需要铁元素来生长。
乳杆菌科是乳酸菌（LAB）中唯一包括同型发酵和异型发酵生物的家族；在乳杆菌科中，一个属的所有菌株都具有同型发酵或异型发酵代谢。乳杆菌物种都是同型发酵的，不表达丙酮酸甲酸酯酶，大多数物种不发酵五碳糖。在L. crispatus中，五碳糖代谢是特定于菌株的，并通过侧向基因转移获得。
基因组
乳杆菌的基因组高度可变，大小从1.2到4.9 Mb（兆基对）不等。因此，编码基因的数量从1,267到大约4,758个基因不等（在Fructilactobacillus sanfranciscensis和Lentilactobacillus parakefiri中分别）。即使在同一物种内部也可能存在显著的变异。例如，L. crispatus菌株的基因组大小从1.83到2.7 Mb不等，或开放阅读框的数量从1,839到2,688个不等。乳杆菌在基因组编码区含有丰富的复合微卫星，这些微卫星是不完全的，具有变异的基序。许多乳杆菌还含有多个质粒。最近的研究揭示，质粒编码乳杆菌适应给定环境的所需基因。