הגורם למגפה הוא חיידק המגפה Yersinia pestis, בעל מוט קטן פולימורפי ולא נייד, בעל אופי גרם-שלילי, ממשפחת ה-Enterobacteriaceae שבסוג Yersinia. יש לו קפסולה רירית והוא אינו יוצר נבגים. זהו חיידק אנאירובי פקולטטיבי. הוא צבוע בצבעי אנילין דו-קוטביים (בעוצמה רבה יותר בקצוות). ישנם זנים של חיידק המגפה: חולדה, מרמיטה, גופר, שדה וגרביל.