根据本菌的夹膜多糖抗原的不同，通过血凝试验在1940年代发现了A、B、C、D 4个血清群。1960年代又发现了X、Y、Z、29E、W135等5个群。1983年又报告了L群。国外共有以上10个血清群；而中国大陆发现了H、I、K 3个新群。在全世界的流行中尚有1%一5%的菌株还无法分群，可见该菌至少有13个血清群。
血清群中以A、B、C群为多见。脑膜炎双球菌细菌素（meningocin）又可将A群分为4型，C群分为6型；B群分为11型，其中B群2型致病力最强。根据其脂多糖（LPS）将脑膜双球菌分为8个LPS免疫型，与致病关系尚不清楚。
五个血清群：A群、B群、C群、Y群及W135群差不多是造成所有人类患病个案的血清群：
A群：一般在下撒哈拉的非洲国家出现，建议前往该地区前先接受A型及C型的疫苗接种。
B群：最为致命的菌株，在英国的病症中有40%就是由此菌株造成。由于B型有着能改变的特性，使该地未能研制普遍对抗此株的疫苗。但是在新西兰已发展出及使用一种名为MeNZB的疫苗，能抵抗某些特定的B型脑膜炎双球菌。
C群：在英国未有适合婴儿的疫苗前，造成该国约60%的婴儿病症。初期非结合型的A型及C型的疫苗对2岁以下的婴儿没有效用，而结合型的疫苗则能诱发婴儿的免疫系统。
W135群：对前往麦加朝圣的人造成麻烦，沙特阿拉伯经已规定所有欲前往朝觐的人须有接受W135型的疫苗的证明。
Y群：过往十年在北美洲引发病症。
其他菌株包括29-E群、H群、I群、K群、L群、X群及Z群
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