克雷伯氏菌與其他腸道桿菌科細菌一樣，具有O抗原和K抗原。已報告了克雷伯氏菌有12種O抗原、82種K抗原，某些克雷伯氏菌還帶有菌毛抗原，表現為兩種黏附特性，一種是MS黏附素，對甘露糖敏感，與密集菌毛有關，稱為I型菌毛；另一種是MR黏附素，對甘露糖抵抗，與疏松菌毛有關，稱為Ⅱ型菌毛。帶有菌毛的細菌不能結合未經鞣酸處理的新鮮紅血球。
雖然克雷伯氏菌具有O抗原和K抗原兩種，但其血清學分型主要根據K抗原，因為K抗原的數量多于O抗原，且耐熱性強，K抗原常常掩蓋O抗原使O抗原的鑒定比較困難。
克雷伯氏菌與肺炎鏈球菌、大腸桿菌有密切的抗原關系，常見的是克雷伯氏菌K2與肺炎鏈球菌2型有交叉反應。克雷伯氏菌K7、K8、K10和K11與大腸桿菌K55、K34、K39和K37有密切的抗原關系。克雷伯氏菌K63與大腸桿菌K42間的抗原有交叉反應。
克雷伯氏菌的血清型與致病性有密切關系。所報道，克雷伯氏菌K2、K8、K9、K21和K24菌株具有在腸道內繁殖的能力，很容易隨糞便污染而感染。K1-K6菌株通常與呼吸道感染有關，這些菌株很少在糞便、尿標本中分離到，臭鼻病是一種萎縮性鼻炎，伴有難聞的氣味，已經證明這種疾病與K4、K5和K6血清型有關。
S型菌株的肉湯培養物對小鼠有較強致病性，只需皮下注射0.01mL即可在24h內致死小鼠，0.01mL腹腔注射豚鼠，12-72h便死亡。