玉米丝黑穗病病菌为黍轴黑粉菌，属真菌界、担子菌门。厚垣孢子近圆球形或卵形，黑褐至赤褐色，表面有细刺，萌发时产生先菌丝和担孢子。黑穗里形成的黑粉是黍轴黑粉菌的冬孢子。冬孢子黄褐或赤褐色，球形或近球形，直径9-14微米。冬孢子间有时混有不孕细胞，表面光滑，近五色，球形或近球形，直径7-16微米。冬孢子未成熟前集合成孢子球，成熟后分散。冬孢子萌发产生具3个分隔的先菌丝，侧生担孢子。担孢子又可芽生次生担孢子。担孢子无色，单胞，椭圆形，直径7-15微米。
玉米丝黑穗病是由黍轴黑粉菌引起的发生在玉米穗部上的病害。雄穗受害时，整个花序被破坏且变成一个像高梁丝黑穗病一样的黑头，或整个雄穗呈刺猬状，或只部分花序被害，雄花变成黑粉。果穗被害时，整个果穗变成一团黑褐色粉末（病菌的厚垣孢子）和很多散乱的黑色丝状物（寄主的维管束残余物）。