Mycobacterium tuberculosis gehört zu dem Mykobakterien-Komplex, wie auch die Bakterien Mycobacterium bovis und Mycobacterium africanum. Eng mit dem Tuberkulosebakterium verwandt sind die Bakterien Mycobacterium leprae (Erreger der Lepra) und Mycobacterium ulcerans (Erreger des Buruli-Ulkus).
Gemeinsame Eigenschaft der Mykobakterien ist der besondere, wachsartige Aufbau der Zellwand, welche als charakteristisches Strukturelement Mykolsäuren enthält. Die Zellwand der Mykobakterien bedingt ihre hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Einflüssen.