У некоторых разновидностей кишечной палочки под электронным микроскопом удается обнаружить наличие особых мелких волокнистых отростков, отличающихся от жгутиков, природа и назначение которых пока неизвестна. Предполагается, что они служат для поглощения питательных веществ. Применение электронной микроскопии дало возможность получить более детальное представление о структуре цитоплазмы и строении нуклеотида кишечной палочки. Цитоплазма этого микроба губчатая. Нуклеоид (ядро) наиболее выражен в лагорифмической фазе роста, имеет форму неправильных, закрученных спутанных нитей. Некоторые разновидности кишечной палочки образуют легко обнаруживаемую при обычном микроскопировании капсулу, у других вариантов наличие капсулы можно установить только в случае применения метода набухания в иммунной сыворотке.