В состав клетки входят вода (85,9%), белки, углеводы, липиды и минеральные соли. Липиды составляют от 10 до 40% сухого вещества. Они растворимы в спирту, эфире и хлороформе. Белковый компонент – различные Туберкулопротеины – составляют 56% сухого вещества клетки. Туберкулопротеины разделяются по своим физико-химическим свойствам на 3 типа: с высокой молекулярной массой (32000-44000) – хорошо растворимые, биологически активные; со средней молекулярной массой (16000) – менее растворимые, менее биологически активные; с низкой молекулярной массой (9000) – нерастворимые, наиболее тесно связанные с нуклеиновой кислотой, образующие комплексы – нуклеопротеиды. В состав туберкуло-протеинов входят почти все известные аминокислоты.

В микобактериях туберкулёза содержится до 15,3% углеводов большей частью в виде полисахаридов, свободных и в соединениях с фосфатидами и белками.

Минеральные вещества микобактерий туберкулёза составляют около 6% массы клетки. Это кальций, фосфор, магний, калий, железо, цинк и марганец в основном в виде соединений.