有机抗菌剂和无机抗菌剂的抗菌机理是不同的，对于有机抗菌剂，它主要抗菌机理是通过和微生物细胞膜表面阴离子结合逐渐进入细胞，或与细胞表面的巯基等基团反应，破坏蛋白质和细胞膜的合成系统，抑制微生物的繁殖。微生物细胞的外膜是半透明膜，由脂肪层和蛋白质构成，内外两层是蛋白质，中间夹着脂肪层，因此要渗透微生物细胞膜需要有机抗菌剂具有亲水性和亲油性，比如对苯二甲酸分子里引入带6个碳原子的侧链可以提高对微生物的杀菌能力就是借助增加抗菌剂的亲油性来提高其对微生物细胞的渗透力。

有机抗菌剂品种繁多，有咪唑类、吡啶类、胍类、噻唑类、醛类、季铵盐类、卤化物、有机锡、有机砷等，这些有机抗菌剂的抗菌机理也不完全一样，但主要的抗菌机理有以下6个方面：

1、降低或消除微生物细胞内各种代谢酶的活性，阻碍微生物的呼吸作用。微生物在呼吸时消耗糖类物质、释放能量维持细胞内各种成分的合成和利用、能量储存及转化都涉及酶类物质。如果抗菌剂进入菌体后能和酶类物质结合，并在一定程度影响酶的活性，那能量代谢体系的运转就会受到影响，呼吸作用也就被抑制或停止。如硫氰酸酯类化合物进入菌体后就可和菌体内酶分子中的巯基、氨基起作用，使之失活而产生抗菌效果。

2、抑投影孢子发芽时的孢子的膨润、阻碍核糖核酸的合成，破坏孢子的发芽，这一机理对抑制产生孢子的微生物有重要意义，尤其是对于防霉抑制霉菌生长和繁殖有重要意义，有机锡抗菌剂量就是通过此机理抑制微生物繁殖。

3、加速磷酸氧化体系，破坏细胞正常生理机能。醌类抗菌剂就是通过此抗菌机理抑制微生物的生长繁殖。

4、阻碍微生物的生物合成，干扰微生物生长和维持生命所需要的物质的生产过程，部分有机抗菌剂能够破坏核酸的正常生成，这当然也就破坏了酶等蛋白质分子产生的物质基础，进而破坏了微生物的生长和繁殖。

5、破坏细胞壁的合成。部分微生物如真菌有一层细胞壁，它是真菌同外界进行新陈代谢，保持内部环境恒定的一种屏蔽物质。真菌的细胞壁内几丁质（甲壳素）组成，部分有机抗菌剂对UDP-乙酰葡萄糖胺转化酶起抑制作用，使待聚合的乙酰葡萄糖胺不能形成几丁质，细胞壁的形成受到破坏，导致细胞内物质外泻，使微生物死亡。

6、阻碍类酯的合成。部分有机抗菌剂对蛋白质为基质的呼吸作用影响不大，但对醋酸基的夺取有阻碍作用，其作用点为抑制微生物的类酯类化合物的合成系统，达到抗菌的目的。

有机抗菌剂一般都是通过以上这6种抗菌机理的一种或多种进行联合抗菌，所以不同抗菌剂根据其抗菌机理不同，会表现出对细菌、霉菌、藻类具有不同的抗菌效果，例如有些抗菌剂对细菌表现很强的抗菌效果，但对霉菌作用较弱，如胍类抗菌剂。有些抗菌剂对霉菌效果很好，但对细菌作用较弱，如咪唑类。有些抗菌剂对细菌、霉菌以及藻类都有很好的抗菌效果，如吡啶类、噻唑类等。所以在抗菌剂选择的时候，需要根据具体的抗菌要求而定。