Bacilles à Gram négatif, non sporulés, non ramifiés, de forme droite (Figure), incurvée (Figure) ou spiralée (Figure), aux extrémités arrondies, mesurant 0,3 à 0,6 µ de diamètre sur 1,0 à 5 µ de longueur. Des formes arrondies ou coccoïdes peuvent être observées dans les vieilles cultures (Figure). Ces bactéries sont mobiles grâce à un unique flagelle polaire (Figure) ou à un flagelle présent à chacun des pôles de la cellule ou à plusieurs flagelles polaires (Figure) ou à plusieurs flagelles péritriches (Figure). Les flagelles sont entourés d'une gaine (Figure) sauf pour  Helicobacter canadensis,  Helicobacter ganmani,  Helicobacter mesocricetorum, Helicobacter pullorum, Helicobacter rodentium et Helicobacter sp. souche Eaton 94-536.

Leur métabolisme est de type respiratoire, généralement micro-aérophile. Ce sont des bactéries chimio-organotrophes, inactives sur les sucres (toutefois, Helicobacter pylori pourrait phosphoryler le glucose et pourrait oxyder le glucose par la voie d'Entner-Doudoroff), utilisant les acides aminés ou les intermédiaires du cycle de Krebs comme source d'énergie.

Leur croissance est optimale après une incubation effectuée à 37 °C dans une atmosphère humide et micro-aérophile (à l'exception de Helicobacter ganmani). La présence d'hydrogène est nécessaire ou stimule la croissance. Quelques espèces sont capables de croître sur une gélose nutritive mais la croissance de la majorité des espèces nécessite la présence de sang ou de sérum. Aucune culture n'est observée après incubation à 25 °C ou en présence de 3,5 p. cent de NaCl. En revanche, la croissance n'est pas inhibée par 0,5 p. cent de glycine ou 0,04 p. cent de chlorure de triphényltétrazolium. Les colonies sont non pigmentées.

Un caractère positif est observé pour les tests oxydase et catalase (à l'exception de Helicobacter canis, de la majorité des souches de Helicobacter ganmani et de quelques souches de Helicobacter cinaedi, de Helicobacter fennelliae, de  Helicobacter pametensis et de Helicobacter pullorum). La réponse est négative pour les tests production d'hydrogène sulfuré en milieu TSI et hydrolyse de l'hippurate.
À l'exception de quelques souches atypiques ou de quelques mutants spontanés, les souches des espèces colonisant l'estomac produisent une uréase.

La sensibilité à l'acide nalidixique et à la céfalotine est variable selon les espèces. Une sensibilité vis-à-vis de l'ampicilline, de la gentamicine, de la rifampicine et de la tétracycline est très généralement observée. En revanche, les souches résistent au triméthoprime.

Le G + C % est compris entre 24 et 48.

En ce qui concerne leur habitat, les Helicobacter se répartissent en deux groupes:

Candidatus Helicobacter bovis : Bovins,
Candidatus Helicobacter suis, peut-être identique à Helicobacter heilmannii type I : Porcs, 
Helicobacter acinonychis : Guépards,
Helicobacter bizzozeronii : Chiens,
Helicobacter cetorum : Dauphins, bélugas,
Helicobacter felis : Chats, chiens, hommes,
Helicobacter heilmannii : Porcs, chiens, chats, primates non-hominiens, hommes,
Helicobacter mustelae : Furets,
Helicobacter pylori : Hommes, primates non-hominiens, chats,
Helicobacter salomonis : Chiens,
Helicobacter suncus : Musaraigne,