С открытием электронного микроскопа получен ряд дополнительных данных, значительно обогативших наши познания о морфологии и биологии бледной трепонемы. Это исключительно сложный по своему строению микроорганизм. При исследовании в электронном микроскопе, по данным Н. М. Овчинникова и В. В. Делекторского, бледная трепонема имеет снаружи чехол, который предохраняет ее от внешних воздействий, от антител и антибиотиков. Удается видеть, что два конца бледной трепонемы имеют иногда разное строение. На концах трепонемы есть головчатые пузырчатые образования — блефаропласты, к которым прикреплены фибриллы, являющиеся органами движения. Различают поверхностные и глубокие фибриллы, сообщающие, повидимому, разный характер движений бледной трепонемы. На ультратонких срезах при увеличении в 150 000 раз и более, помимо наружного чехла, видна наружная стенка (состоящая из трех слоев) и под ней цитоплазматическая мембрана (также состоящая из 3 трех слоев). Глубже расположена цитоплазма, в которой вкраплены мелкие гранулы — рибосомы; иногда видны округлые образования сложной структуры: мезосомы и ядерная вакуоль.

Авторы доказали, что бледная трепонема может делиться не только пополам, но и на много частей, причем каждый сегмент может быть разной величины, а некоторые очень мелкие.

Цисты и Lформы чаще наблюдаются при латентных и поздних формах сифилиса, малоактивны и, следовательно, реакция со стороны организма незначительная, макроорганизм и трепонемы в этих случаях сосуществуют. Стандартные серологические реакции слабоположительные или даже отрицательные, РИБТ и РИФ чаще положительные. В экспериментальных условиях можно активировать серологические реакции, перевести в положительные различными веществами, в частности кортизоном. Трепонемы в виде цист и Lформ весьма устойчивы к внешним воздействиям, в том числе к антителам и антибиотикам.