抗微生物药物主要是通过干扰病原菌的生化代谢过程，影响其结构与功能而产生抗微生物作用。
细菌基本结构及药物作用原理示意图
1抑制细胞壁合成与哺乳动物不同，细菌的外层有坚韧而厚的细胞壁，维持细菌的正常形态和正常功能，抵抗菌体内强大的渗透压。革兰阳性细菌的细胞壁厚而坚韧，主成分为肽聚糖（peptidoglycan，黏肽），其含量占细胞干重的50%-80%，黏肽层数可达50层，胞内渗透压约为20-25个大气压。而革兰阴性细菌细胞壁较薄，肽聚糖仅占1%-10%，菌体内渗透压低。敏感细菌细胞壁肽聚糖合成受抑制后，细胞壁缺损，菌体内部高渗，水分不断进入，引起菌体膨胀、破裂而死亡。
青霉素类、头孢菌素类、磷霉素、环丝氨酸，万古霉素、杆菌肽等，通过抑制细胞壁合成的不同环节而发挥抗菌作用。
青霉素结合蛋白（penicillinbindingprotein，PBPs）是广泛存在于细菌细胞膜上的一种膜蛋白，可催化转肽反应，使末端d－丙氨酸脱落，并与邻近多肽形成网状交叉连接。β－内酰胺类可以和PBPs在活性位点上通过共价键结合，使其失去转肽作用，阻碍肽聚糖的合成，导致细胞壁缺损，使细菌细胞肿胀变形、破裂而死亡，故PBPs为β－内酰胺类的主要作用靶位。各种细菌的细胞膜的PBPs数目及分子量不同，因而对β－内酰胺类的敏感性不同。PBPs结构与数量的改变也是细菌对β－内酰胺类产生耐药的一个重要机制。
2影响细胞膜功能通过抑制细胞膜功能发挥抗菌作用的抗生素，主要包括两性霉素B、多黏菌素和制霉菌素等。胞浆膜位于细菌细胞壁的内侧，为一类脂质和蛋白质分子构成的半透膜，具有物质交换、渗透屏障及合成黏肽的功能。多黏菌素阳离子极性基团能与菌体胞浆膜的磷脂结合；制霉菌素和两性霉素B等能与真菌胞浆膜上的麦角固醇类物质结合；咪唑类抗真菌药可以抑制真菌的细胞色素P依赖的14α－去甲基酶，使14α－甲基固醇堆积，麦角固醇合成受阻。这些均可以使胞浆膜通透性增加，导致菌体的氨基酸、蛋白质及离子等物质外漏而发挥抑制或杀灭真菌的作用。
3抑制蛋白质合成细菌蛋白质合成包括:起始、肽链延长和终止3个阶段，在胞浆内通过核糖体循环完成，抑制蛋白质合成的药物，分别作用于蛋白质合成的不同阶段，发挥抗菌作用。
1.起始阶段 氨基糖苷类阻止30s亚基和70s始动复合物的形成。
2.肽链延长阶段 四环素类与30s亚基结合，阻止氨基酰tRNA与其A位结合，肽链形成受阻而抑菌；氯霉素、克林霉素抑制肽酰基转移酶；大环内酯类抑制移位酶，从而阻止肽链的延长。
3.终止阶段 氨基糖苷类阻止了终止因子与A位结合，使肽链不能从核糖体释放出来，使核糖体循环受阻，而发挥杀菌作用。
4干扰核酸代谢抑制核酸合成的药物主要有喹诺酮类、乙胺嘧啶和利福平、磺胺类及其增效剂等。喹诺酮类药物是有效的核酸合成抑制剂，其抑制DNA回旋酶和拓扑异构酶Ⅳ，抑制敏感细菌的DNA复制，从而导致细菌死亡；磺胺类药物为对氨基苯甲酸（PABA）的类似物，可与其竞争二氢蝶酸合酶，阻碍二氢叶酸的合成；甲氧苄啶抑制细菌的二氢叶酸还原酶（较对哺乳动物的二氢蝶酸合酶强倍），阻止四氢叶酸的合成。两者合用，依次抑制二氢蝶酸合酶和二氢叶酸还原酶，起到双重阻断，抗菌作用增强。利福平能抑制细菌DNA依赖的RNA聚合酶，阻碍mRNA的合成。核酸类似物如齐多夫定、阿昔洛韦、阿糖胞苷等抑制病*DNA合成的必需酶，终止病*核酸复制。
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