- Ngăn cản sự tổng hợp thành tế bào vi khuẩn

Các kháng sinh này chỉ tác động ở giai đoạn sinh sản của vi khuẩn như nhóm b-lactamin, vancomycin.

- Làm biến đổi màng nguyên sinh chất của vi khuẩn

Các kháng sinh này tác động ở cả giai đoạn sinh sản và không sinh sản của vi khuẩn. Tại những vị trí tác động của kháng sinh, màng nguyên sinh chất bị biến đổi và để thoát các chất có trọng lượng phân tử thấp ở bên trong tế bào ra ngoài, như vancomycin, baxitraxin, novobioxin các kháng sinh này vừa ức chế tổng hợp thành tế bào vừa làm đảo lộn cấu trúc màng nguyên sinh chất. Một số kháng sinh khác làm thoái hoá có chọn lọc cấu trúc của màng nguyên sinh chất như polymicin, colistin, gramicidin, amphoterixin B.

- Cản trở tổng hợp protein và acid nucleic trong tế bào

+ Ức chế tổng hợp nucleotid: các kháng sinh có tính chất chống u

+ Ức chế tổng hợp ADN: acid nalidixic, griseofulvin

+ Ức chế sao chép thông tin di truyền và tổng hợp ARN: actinomycin

+ Ức chế tổng hợp protein:

* Ngăn cản sự cố định của ARNm lên ribosom: cloramphenicol

* Ngăn cản sự cố định lên ribosom của phức hợp ARNt-acid amin do gắn lên đơn vị 50S của ribosom: tetracyclin, lincomycin.

* Làm đảo lộn cấu trúc của ribosom và làm sai sót trong việc đọc mã do  gắn lên đơn vị 30S của ribosom, làm tế bào tổng hợp ra một protein dị thường, làm ngừng một chức năng chuyển hoá hoặc cấu trúc cần thiết cho sự sống của tế  bào: nhóm aminoglycosid.

* Ức chế sự hình thành các cầu nối peptidic.

* Cơ chế phụ hoặc không rõ rệt: 1 số kháng sinh có thể thu hút một số ion kim loại như novobioxin và tetracyclin có thể cố định các ion Mg++.