肉毒杆菌主要靠产生神经毒素来致病，这种毒素能让肌肉无法正常收缩。毒素进入人体后，会像钥匙一样插进神经细胞膜上的受体，然后破坏神经信号传递的通道。被影响的肌肉会逐渐松弛无力，严重时甚至无法呼吸。注射肉毒杆菌毒素能治疗这些疾病，但过量会产生中毒反应。

肉毒杆菌的神经毒素是直径约150纳米的蛋白质复合体，由A链（酶活性）和B链（结合受体）组成。A链能切断神经末梢突触前膜上的乙酰胆碱释放通道，导致肌肉收缩信号中断。根据《美国临床微生物学杂志》数据，1克肉毒杆菌毒素的毒性相当于1.3×10^18国际单位，是的100倍。这种毒素通过食物、灰尘或伤口进入人体后，72小时内就能在神经节细胞中积累，引发肌肉麻痹。2018年《柳叶刀》研究显示，全球每年因肉毒杆菌中毒死亡人数约1.2万，其中80%发生在亚洲和非洲地区。注射美容使用的肉毒杆菌毒素纯度需达97%以上，才能确保安全有效。