为有着三维立体结构的生态系，不同生物量的细菌群体被获得性薄膜和胞外基质包裹着，内部为丰富的大小不等的水性通道所间隔，通道内有液体流动。细菌群体内部几乎无氧，为厌氧生存，而各层水性通道内则发现有效浓度的溶解氧，邻近水性通道的细菌为需氧生存，这使同一生物膜内的不同细菌能和谐地一起生活。
该结构可给菌斑生物膜内不同细菌输送营养物质、清除代谢废物，使细菌发挥各自的致病作用，是不同细菌共同获益的途径。菌斑生物膜具较强的抵抗力，高黏度的基质具有屏障作用，可耐受干燥。抵抗宿主防御成分或药物渗入，使菌斑对抗菌药物的敏感性降低，还可抵抗流水冲刷。
