为何对G+菌作用强，对G-菌作青霉素类的抗菌作用机制主要是通过抑制细菌胞壁粘肽合成过程中的转肽酶而阻碍直链十肽二糖聚合物在胞浆外的交叉联结，进而影响细胞壁的形成，致使细菌胞壁缺损而丧失了渗透屏障的保护作用。由此在菌体内高渗压的作用下使水分不断向菌体内渗，导致菌体膨胀、变形，最后裂解而死亡。

　　除此之外，青霉素对细菌的致死效应还包括触发细菌的自溶酶活性，促进细菌自溶。青霉素对G+菌的作用强主要是因为此类细菌的细胞壁主要有粘肽构成；对G-作菌用弱是因为G-菌的细胞壁主要由磷脂构成，仅含少量粘肽，而且菌体内渗透压也高。