莢膜（capsule）有些細菌在一定營養條件下向細胞壁表面分泌的一層松散、透明、粘液狀或膠質狀的物質。其化學組成主要是多糖，有的也含有多肽、蛋白質、脂類、脂蛋白、脂多糖等等。莢膜在細胞表面存在的狀況有：第一，莢膜或大莢膜，具有一定外形，厚約200納米，相對穩定地附著于細胞壁外，與細胞結合力較差，通過液體震蕩培養或離心便可得到莢膜物質；第二，微莢膜，厚度在200納米以下，與細胞表面結合較緊，光學顯微鏡下不能看見，可用血清學方法證明其存在，易被胰蛋白酶消化；第三，粘液層，沒有明顯邊緣，且可向周圍環境擴散，并增加培養基粘度；第四，粘接物，局限化的粘液層，其附著性粘液物并非在整個細胞表面產生，而是局限于一個區域，通常是在一端，使細胞特異性地附著于物體表面。在固體瓊脂培養基上，產莢膜菌由于有粘液物質，形成的菌落表面濕潤、有光澤、粘液狀，稱為光滑型（smooth），即S型菌落；失去莢膜，形成的菌落表面干燥、粗糙，稱為粗糙型（rough），即R型菌落。產生莢膜是微生物的一種遺傳特性，是種的特征，但并非細胞絕對必要的結構。失去莢膜的變異株同樣能正常生長。用能水解莢膜物質的酶來處理有莢膜菌，并不能殺死細胞。莢膜的形成與環境條件密切相關，例如腸膜明串球菌，只有生長在含糖量高，含氮量較低的培養基中才能產生大量莢膜；又如炭疽桿菌，在人和動物體內，或者在二氧化碳分壓較高時才形成莢膜。莢膜是細胞外碳源和能源性貯藏物質，可保護細胞免受干燥的影響，能增強某些病原菌的致病能力，使之抵抗宿主吞噬細胞的吞噬。例如能引起肺炎的肺炎雙球菌Ⅲ型，如失去莢膜，則成為非致病菌。有些具莢膜的病菌并非莢膜本身有毒，而是利于在人體內大量生長繁殖。有些細菌能借莢膜牢固地粘附在牙齒表面，引起齲齒。莢膜物質有的具有抗原性和半抗原性，可用血清學反應進行細菌鑒定。例如炭疽桿菌，由于莢膜化學組成的微小差異，通過莢膜膨脹試驗，可將其分為70多個型。產莢膜細菌常給工業生產帶來損失；但腸膜明串珠菌的莢膜物質葡聚糖，是生產代血漿的主要成分——右旋糖酐的原料。