肉毒梭菌产生剧烈的神经毒素—肉毒毒素。肉毒毒素是已知最剧烈的毒物。
毒性比氰化钾强1万倍，纯结晶的肉毒毒素Img能杀死2亿只小鼠，对人的致死量约为0.1wg。肉毒毒素不耐热，煮沸1分钟即可被破坏。肉毒毒素的结构、功能和致病机制与破伤风痉挛毒素非常相似，前体和裂解后片段的大小也相当。主要不同之处在于：肉毒毒素进人小肠后跨过黏膜层被吸收进人血液循环；肉毒毒素作用于外周胆碱能神经;重链羧基端结合神经元细胞膜表面的受体(唾液酸和糖蛋白)，内化进入细胞质内形成含毒素的突触小泡，与破伤风痉挛毒素沿神经轴突上行不同的是，肉毒毒素保留在神经肌肉接头处，含毒素的突触小泡与内体融合、酸化，导致重链氨基端与轻链解离并释放轻链入细胞质中;轻链也具有锌内肽酶活性，可灭活神经元突触小泡内参与乙酰胆碱释放的膜蛋白，抑制神经肌肉接头处神经递质乙酰胆碱的释放，导致弛缓性瘫痪(flaccid paralysis)。

食源性肉毒中毒(food-borne botulism)：因进食含肉毒毒素或肉毒梭菌芽胞的食物所引起。
食源性肉毒中毒在我国十几个省、区均有发现。引起该病的食物，国外以罐头、香肠和腊肠等制品力主；国内由发酵豆制品(臭豆腐、豆瓣酱等)和发酵面制品(甜面酱等)为主。
该病的临床表现与其他食物中毒不同，胃肠道症状很少见，以弛缓性麻痹为主。潜伏期可短至数小时，一般先有的乏力、头痛等不典型症状，接着出现复视、斜视、眼睑下垂等眼肌麻痹症状;再是吞咽、咀嚼困难、口干、口齿不清等咽部肌肉麻痹症状;进而膈肌麻痹、呼吸困难，直至呼吸停止导致死亡。很少见肢体麻痹。不发热，神志清楚。完全康复需要几个月到几年，直到受累的神经末梢再生。

婴儿肉毒中毒(infant botulism):常发生在1岁以下，尤其是6个月以内的婴儿。因为婴儿肠道的特殊环境及缺乏能拮抗肉毒梭菌的微生物群，食入被肉毒梭菌芽胞污染的食品(如蜂蜜)后，芽胞能在肠道发芽、繁殖，产生的毒素经肠道吸收入血所致。早期症状是便闭，吮吸、啼哭无力，也可进展为弛缓性麻痹。死亡率低(1%~2%)。