1)外壳结构:细菌的外壳是抵抗外来杀伤因素的第一道防线。繁殖体的表面仅保有一层内膜和一层脆弱的细胞壁。细胞壁的厚度只有001~0.02m;而芽孢的表面则包有多层结构，总厚度可达0.12um(见模式图，图1-1)

芽孢的厚实外壳对蒸汽穿透具有一定的阻挡作用，是芽孢能耐受较长时间高压蒸汽处理的原因之一。其厚壁还可承受由浓集的季铵盐类消毒剂所形成的强大渗透压，因此能抵抗其消毒作用。芽孢的胞衣与皮质层本身即有抗石炭酸与表面活性剂的作用。汞制剂不能杀死芽孢是由于它极易与蛋白质结合，因而被吸附在表面而不能穿透到深层伤害菌体内部的酶。醇类由于不能穿透外壳，也不能杀灭芽孢。根据电子显微镜观察，单氯胺和甲醛溶液配制的复方消毒剂杀芽孢的作用，首先是由单氯胺将芽孢外壳薄化，然后甲醛才易进入细胞与原生质起作用。氢氧化钠、盐酸与氯胺等溶液对炭疽杆菌芽孢的作用，亦首先作用于其外壳，使之变薄或溃破，而后内质才起变化。这些都说明芽孢外壳是抵抗化学药物处理的第一道防线。

(2)脂类物质:芽孢含有丰富的脂类物质，尤其在外壳部分。芽孢外壳中含有的脂类物质远较繁殖体多。例如枯草杆菌芽孢外壳所含脂类物质占其干重的 1.4%，而繁殖体中仅占0.2%。外壳中大量的脂类物质可以阻止非脂溶性物质的穿透，成为芽孢对消毒药物具有较强耐受力的原因之一。

有报告在培养基中加入脂肪酸，可增强肉毒杆菌芽孢的耐热能力。脂肪酸的碳链愈长，效果愈明显，尤其是软脂酸盐、硬脂酸盐和油酸盐。在加有油酸的培养基上形成的芽孢，用“除脂肪酸药物”如氯仿或石油醚处理，其抗热能力并不下降;在普通培养基上形成的芽孢，于芽孢悬液中加油酸，也不能加强其抗热能力，这说明脂肪酸在芽孢中是呈结合状态存在的。脂肪酸可延缓血清白蛋白在热处理时的变性，这可能是脂肪酸保护芽孢的作用原理。还有人认为脂类物质可保护蛋白质的肽链，防止水解和变性，因而使芽孢可以耐受较强的湿热灭菌处理。在加甘油的培养基中形成的芽孢，其脂类物质增多，随之对环氧乙烷的抗力也加强。