Proteus-soorten fermenteren gewoonlijk geen lactose, maar zijn, afhankelijk van de soort, wel capabele glucosefermentoren gebleken in een triple sugar iron (TSI)-test. Aangezien hij tot de orde Enterobacterales behoort, worden algemene kenmerken op dit genus toegepast. Het is oxidase-negatief maar katalase- en nitraat-positief. Specifieke tests omvatten positieve urease- (de fundamentele test om Proteus van Salmonella te onderscheiden) en fenylalanine deaminase-tests.

Op soortniveau wordt indool als betrouwbaar beschouwd, aangezien deze positief is voor P. vulgaris, maar negatief voor P. mirabilis. De meeste stammen produceren een krachtig urease-enzym, dat ureum snel hydrolyseert tot ammoniak en koolmonoxide; uitzonderingen zijn sommige Providencia-stammen. De soorten kunnen beweeglijk zijn en hebben karakteristieke “zwerm”-patronen. Aan de basis van deze gedragingen liggen de somatische O- en flagellaire H-antigenen, zo genoemd op basis van de Kauffman-White classificatie. Dit systeem is gebaseerd op historische waarnemingen van Edmund Weil (1879-1922) en Arthur Felix (1887-1956) van een dunne oppervlaktelaag, geproduceerd door met agar gekweekte geflagelliseerde Proteus-stammen, een film die leek op de nevel die wordt geproduceerd door adem op een glas. De geflakkerde (zwermende, beweeglijke) varianten werden daarom H-vormen genoemd (Duits Hauch, voor film, letterlijk adem of nevel); de niet-geflakkelde (niet zwermende, niet beweeglijke) varianten die als geïsoleerde kolonies groeiden en de oppervlaktelaag misten, werden O-vormen genoemd (Duits ohne Hauch, zonder film).

Het celwand O-antigeen van bepaalde Proteus-stammen, zoals OX-2, OX-19, OX-k, vertoont kruisreacties met verschillende soorten Rickettsia. Deze antigenen kunnen in het laboratorium worden gebruikt om de aanwezigheid van antilichamen tegen bepaalde Rickettsia-soorten in het serum van patiënten op te sporen. Deze test wordt Weil-Felix-reactie genoemd naar de bedenkers ervan.