抗菌兽药能选择性地抑制病原体的生命机能，而不影响畜禽等动物体的生理生化机能，因此在应用抗菌兽药防治病原体感染的过程中，要考虑抗菌兽药、病原菌和动物三者之间的相互关系。抗菌兽药主要作用机理可概括为五种：
（1）抑制、干扰细菌细胞壁的合成。细菌细胞膜外有一层坚韧的胞壁，可维持细菌的外形和渗透压，而动物细胞则无细胞壁。使用青霉素等抗菌兽药可使细菌细胞壁受到损伤和破坏，而不影响动物细胞。
（2）损害细菌的细胞膜，有些细菌和霉菌的细胞膜比动物细胞膜易受药物损害。多粘菌素、制霉菌素等药物可使细菌细胞膜破损，导致细胞内物质外漏而引起死亡。
（3）影响细菌细胞内蛋白质的合成。不同的抗菌兽药可引起不同的结果，氯霉素、红霉素、四环素等抗菌兽药能分别作用于蛋白质合成的不同阶段，使细菌蛋白质的合成受到抑制，停止繁殖但不死亡，是抑菌性抗菌兽药；在撤除抗菌药物后，又可恢复蛋白质的合成，重新生长和繁殖。而链霉素、卡那霉素等能迅速杀死病原菌，是杀菌性抗菌兽药。
（4）抑制细菌核酸的合成，阻碍遗传信息的复制。
（5）竞争性抑制、干扰细菌的中间代谢。抗菌兽药中有一些化学物质的结构同细菌生长所必须的物质结构很相似，细菌在生长过程中，会错误地把抗菌兽药中的某些成分当做自己的生长所必须的物质而利用，从而阻碍了细菌的代谢。磺胺类药物是通过阻止细菌的叶酸代谢而抑制其生长繁殖的。
