กลไกการออกฤทธิ์ของสารกันบูดต้านจุลชีพขึ้นอยู่กับการหยุดชะงักของโครงสร้างเซลล์ของจุลินทรีย์และการทำงานทางสรีรวิทยาเป็นหลัก
ประการแรก พวกมันไปรบกวนเยื่อหุ้มเซลล์: ส่วนผสมออกฤทธิ์ของสารกันบูดต้านจุลชีพบางชนิดทำปฏิกิริยากับไขมันและโปรตีนภายในเยื่อหุ้มเซลล์ของจุลินทรีย์ ดังนั้นจึงเปลี่ยนความสามารถในการซึมผ่านของเมมเบรน สิ่งนี้นำไปสู่การรั่วไหลของเนื้อหาภายในเซลล์ ส่งผลให้จุลินทรีย์ตายในที่สุด ตัวอย่างเช่น สารกันบูดที่มีประจุบวกบางชนิดสามารถดูดซับบนพื้นผิวของแบคทีเรีย เปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ และทำให้เมมเบรนเสียหาย
ประการที่สอง พวกมันยับยั้งการทำงานของเอนไซม์: เอนไซม์มีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญของจุลินทรีย์ โดยมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่หลากหลาย สารกันบูดต้านจุลชีพจับกับบริเวณที่ทำงานของเอนไซม์ ทำให้เอนไซม์ไม่ทำงาน สิ่งนี้จะขัดขวางเส้นทางการเผาผลาญและยับยั้งการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของจุลินทรีย์ ตัวอย่างเช่น ซัลเฟอร์บางชนิด-ที่มีสารกันบูดสามารถทำปฏิกิริยากับเอ็นไซม์ภายในเซลล์แบคทีเรียได้ ดังนั้นจึงทำให้พวกมันหยุดทำงาน
ประการที่สาม พวกมันรบกวนสารพันธุกรรม: สารพันธุกรรมของจุลินทรีย์ควบคุมการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และลักษณะทางพันธุกรรม ส่วนประกอบภายในสารกันบูดต้านจุลชีพสามารถทำปฏิกิริยากับ DNA หรือ RNA ของจุลินทรีย์ได้ ขัดขวางกระบวนการจำลองแบบและการถอดความ และส่งผลให้จุลินทรีย์ไม่สามารถแพร่พันธุ์หรืออยู่รอดได้ตามปกติ ตัวอย่างเช่น สารกันบูดบางชนิดที่มีหมู่ฟังก์ชันทางเคมีจำเพาะสามารถจับกับ DNA ได้ ดังนั้นจึงขัดขวางการจำลองแบบ สารกันบูดต้านจุลชีพประเภทต่างๆ อาจจัดลำดับความสำคัญของกลไกการออกฤทธิ์หนึ่งหรือหลายกลไกในการยับยั้งและกำจัดจุลินทรีย์ในวงกว้างอย่างมีประสิทธิภาพ
