Mycobacterium tuberculosis appartiene al complesso myobacteria, proprio come Mycobacterium bovis e Mycobacterium africanum.
E' strettamente legato al batterio Mycobacterium tuberculosis leprae sono (agente patogeno della lebbra) e Mycobacterium ulcerans (agente patogeno di Buruli).
Una proprietà comune di myobacteria è la costruzione specifica simile a cera della parete cellulare, che contiene un elemento caratteristico struttura chiamata acido micolico. A causa di questa parete cellulare i myobacteri hanno una forte resistenza contro le influenze esterne.