Пеніциліни мають бактерицидний ефект. Вони перешкоджають синтезу пептидоглікану, котрий є основним компонентом клітинної стінкибактерій[1]. Блокування синтезу пептидоглікану призводить до загибелі бактерії.
Для подолання широко поширеної серед мікроорганізмів набутої стійкості, пов'язаної з продукцією особливих ферментів — β-лактамаз, що руйнують β-лактами, — були розроблені так звані захищені пеніциліни, що включають сполуки, здатні необоротно пригнічувати активність β-лактамаз (інгібітори β-лактамаз) — клавуланову кислоту, сульбактам та тазобактам.
Також можливий інший шлях утворення стійкості — зміна характерних частин пеніцилін зв'язуючих білків.
Оскільки пептидоглікан та пеніцилінозв'язуючі білки відсутні у ссавців, пеніциліни практично не мають серйозних побічних ефектів. Однак у деяких хворих можуть розвинутися алергічні реакції на пеніцилін, які проявляються у вигляді шкірних висипань, набряку гортані та підвищенні температури.
Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0 (С.?)
Фармацевтична хімія : [арх. 11 березня 2021] : підручник / ред. П. О. Безуглий. — Вінниця : Нова Книга, 2008. — 560 с. — ISBN 978-966-382-113-9. (С.534-540)