Основной средой естественного обитания возбудителя ботулизма является кишечник теплокровных (преимущественно травоядных) животных, реже холоднокровных (ракообразные, моллюски, рыбы), для которых он является сапрофитом. Из кишечника клостридии ботулизма попадают в почву и воду, где переходит в споровую форму. Нахождение спор во внешней среде является очень распространенным. П.Н. Бургасов и С.Н. Румянцев выделяют два периода циркуляции клостридиальных возбудителей в природе: период сапрофитического существования (в почве) и период онтобиоза (в кишечнике животных и человека). Инфицирование спорами ботулизма овощей, фруктов и других растительных пищевых продуктов происходит при загрязнении почвой, которая обсеменяется при удобрении ее навозом и человеческими фекалиями. В России основным источником заражения людей ботулизмом всегда были различные виды белой рыбы (осетр, белуга, севрюга и др.), за что ботулизм называли «ихтиизмом». Наибольшую опасность представляли свежеприготовленные малосоленые балыки из рыб, пойманных браконьерским способом.
В последние десятилетия в связи с резким сокращением численности осетровых пород основным фактором заражения ботулизмом стали растительные продукты, консервированные в домашних условиях (грибы, огурцы и др.). В Германии источники заражения чаще всего — мясные продукты, в США — растительные консервы. Несмотря на широкое распространение в природе возбудителей, случаи заболевания ботулизмом встречаются относительно редко, так как для прорастания спор нужны анаэробные, оптимальные температурные и другие подходящие условия. Заражение человека ботулизмом возможно не только пищевым путем, но и при попадании возбудителя в рану (раневой ботулизм), а также в дыхательные пути (аэрогенный ботулизм). Восприимчивость к ботулизму в связи с минимальной летальной дозой ботулотоксина очень высокая. Прием алкоголя не гарантирует от заболевания вопреки распространенному ошибочному мнению. Профилактика ботулизма должна быть направлена на строгое соблюдение технологии приготовления и хранения консервированной продукции. Необходимо разъяснение населению путей заражения ботулизмом, ознакомление его с первыми симптомами заболевания. Следует разъяснять важность немедленного обращения за врачебной помощью.