Le specie di Proteus di solito non fermentano il lattosio, ma hanno dimostrato di essere capaci fermentatori di glucosio a seconda della specie in un test del ferro triplo zucchero (TSI). Poiché appartiene all’ordine Enterobacterales, i caratteri generali sono applicati a questo genere. È ossidasi-negativo ma catalasi e nitrato-positivo. I test specifici includono l’ureasi positiva (che è il test fondamentale per differenziare Proteus da Salmonella) e la fenilalanina deaminasi.

A livello di specie, l’indolo è considerato affidabile, poiché è positivo per P. vulgaris, ma negativo per P. mirabilis. La maggior parte dei ceppi produce un potente enzima ureasi, che idrolizza rapidamente l’urea in ammoniaca e monossido di carbonio; fanno eccezione alcuni ceppi di Providencia. Le specie possono essere mobili e hanno modelli caratteristici di “sciamatura”. Alla base di questi comportamenti ci sono gli antigeni somatici O e flagellari H, così chiamati in base alla classificazione Kauffman-White. Questo sistema si basa sulle osservazioni storiche di Edmund Weil (1879-1922) e Arthur Felix (1887-1956) di una sottile pellicola superficiale prodotta da ceppi di Proteus flagellati coltivati in agar, una pellicola che assomigliava alla nebbia prodotta dal respiro su un vetro. Le varianti flagellate (brulicanti, mobili) furono quindi designate come forme H (tedesco Hauch, per film, letteralmente respiro o nebbia); le varianti non flagellate (non brulicanti, non mobili) che crescevano come colonie isolate e prive della pellicola superficiale furono designate come forme O (tedesco ohne Hauch, senza pellicola).

L’antigene O della parete cellulare di alcuni ceppi di Proteus, come OX-2, OX-19, OX-k, reagisce in modo incrociato con diverse specie di Rickettsia. Questi antigeni possono essere utilizzati in laboratorio per rilevare la presenza di anticorpi contro alcune specie di Rickettsia nei sieri dei pazienti. Questo test è chiamato reazione di Weil-Felix dal nome dei suoi autori.