A toxina botulínica é produzida pela bactéria Clostridium botulinum produtor de toxinas A, B e E e foi inicialmente estudada como contaminante de alimentos. Nesta condição, induz efeitos graves, especialmente a nível muscular, produzindo fraqueza e paralisia, podendo mesmo ser fatal.

Os C.botulinum são bacilos Gram-positivos produtores de esporos e toxinas, tem como habitat normal a água, possuem flagelos, são móveis e produzem uma neurotoxina que funciona como uma enzima metaloprotease, destruindo as proteínas envolvidas na exocitose do neurotransmissor acetilcolina na placa nervosa motora. A sua ação resulta da paralisia dos músculos e se for extensa a paralisia do diafragma pode impedir a respiração normal e levar à morte por asfixia. As toxinas não proteolíticas são: B, E e F e estas merecem atenção especial por não alterarem cheiro nem sabor, sendo organolepticamente indetectáveis, o que oferece um maior risco potencial à saúde dos consumidores.

Para exercer sua ação a toxina botulínica é absorvida através do trato gastrintestinal atinge a corrente sanguínea e é transportada até os terminais neuromusculares. Se a via de infecção se dá através da pele lesionada, a toxina é transportada ao sistema linfático e daí levada aos terminais neuromusculares, onde é internalizada por um mecanismo envolvendo as vesículas endocíticas/lisossomais, mediado por receptores. Ela bloqueia a transmissão sináptica excitatória e provoca paralisia flácida através de um mecanismo que se desenvolve em 3 etapas: internalização, redução da ligação dissulfito e translocação, e inibição da libertação de neurotransmissor.