青霉素类兽药的作用是干扰细菌细胞壁的合成。青霉素类的结构与细胞壁的成分粘肽结构中的D－丙氨酰－D－丙氨酸近似，可与后者竞争转肽酶，阻碍粘肽的形成，造成细胞壁的缺损，使细菌失去细胞壁的渗透屏障，对细菌起到杀灭作用。细胞壁的合成发生于细菌的繁殖期，故青霉素类兽药只对繁殖期的细菌起作用，对处在静止期的细菌几乎无作用，所以常称这类药为繁殖期杀菌药。细菌细胞有细胞壁，而动物的细胞没有细胞壁，所以青霉素类对动物机体的毒性很低。达到有效杀菌浓度的青霉素对动物的细胞几乎没有影响。
合理应用青霉素类兽药的原则是：
（1）青霉素类兽药的适应症。青霉素G对大多数革兰氏阳性菌引起的疾病如呼吸系统感染、肺炎、支气管炎、猪丹毒、炭疽、败血症等有很好的作用；苯唑青霉素、邻氯青霉素、双氯青霉素则对耐青霉素G金黄色葡萄球菌所致的呼吸道感染、败血症等为可选药。
（2）青霉素类兽药的体内分布。青霉素是否有效，除它特有的抗菌性能外，还与药物在体内的分布有密切的关系，只有药物在感染部位达到有效的抗菌浓度时才可发挥其作用。青霉素类兽药对酸不稳定，内服效果差或无效，肌注后，吸收快而完全。一般肌注100万单位在0．5小时内血药浓度即达峰值。吸收后迅速分布在组织中。以肾、肺、横纹肌和脾的含量较高，也可进入浆膜腔、关节腔、胆汁和胎畜循环；在中枢神经系统、骨骼、母乳、唾液、脓肿部位的含量较低。约70％的青霉素注射量于6小时内经肾脏排出体外，少量自胆汁中排泄及体内灭活。
应用青霉素类兽药时，必须考虑上述两方面因素，才能达到最佳的治疗效果。
