白喉棒状杆菌主要的致病物质是白喉毒素，它是一种强烈的外毒素，能抑制细胞蛋白质的合成，导致局部病变和全身中毒症状。内毒素一般是革兰阴性菌细胞壁的成分，白喉棒状杆菌是革兰阳性菌，不以内毒素为主要致病物质；荚膜、鞭毛不是白喉棒状杆菌的主要致病物质；凝固酶不是白喉棒状杆菌产生的具有致病作用的关键物质。