（一）破壞細胞結構
1、損傷細胞壁：防霉劑抗菌物質能競爭性抑制合成細胞壁構成物質的酶反應，從而抑制微生物細胞壁的合成。（青霉素、頭孢菌素、季銨鹽、溶菌酶切斷肽葡聚糖、醛與氨基反應）
2、破壞細胞膜：破壞細胞膜中脂質分子與蛋白質的連接，以及破壞磷脂質的分子結構；通過改變細胞膜表面電荷性質，破壞細胞膜的通透性；通過抑制磷脂質的各種成分的合成，抑制細胞膜的合成。
3、破壞蛋白質的結構：抗菌物質能使酶變性失活，能與蛋白質的巰基和氨基相互作用，破壞酶蛋白的立體構象，甚至能分解一部分蛋白質，使蛋白質鏈間的親脂鍵被破壞。
（二）影響代謝作用
1、抑制酶的活力：
（1）防霉劑破壞酶的立體構型，使酶變性失活：防霉物質破壞酶蛋白的空間構型時，勢必會拆散其活力中心，使酶喪失活力；
（2）抑制酶的活力：防霉劑可以與酶的活力中心的氨基酸殘基的活性基-SH、-OH等，使這些活性基的化學性質發生改變，空間構型沒有變化，但是酶活力下降，甚至喪失；
（3）與酶的激活劑（金屬離子）螯合，抑制酶的活性：防霉物質可以干擾細胞中金屬的利用，從而抑制酶的活力，束縛一定空間的金屬，使微生物不能利用；也能進入微生物細胞內，束縛細胞內的金屬。
2、抑制呼吸作用：防霉物質能抑制基質的脫氫，能抑制與呼吸作用一些相關的酶，可以抑制電子的傳遞等。
（三）破壞核酸結構，影響微生物繁殖
1、產生突變：防霉劑可以引起染色體斷裂和重組；利用一些核苷酸的堿基類似物，使微生物細胞的合成DNA時錯誤的組入，代替正常的核苷酸，造成染色體畸變；與DNA的堿基的氨基或羥基反應，引起DNA復制時堿基順序的改變，從而引起其合成的蛋白質結構改變，酶的失活。
2、防霉劑抑制染色體的分裂，影響有絲分裂：（1）能與染色體內主要物質DNA反應，使染色體在有絲分裂時不能分開；（2）妨礙有絲分裂期間紡錘體的形成，使得子細胞核物質不能被拉向新的細胞。