盐酸多西环素片的药理作用主要是抑制细菌蛋白质合成。
盐酸多西环素是一种四环素类抗生素，它通过结合细菌的30S核糖体亚单位，阻止氨酰tRNA与mRNA-核糖体复合物受体部位结合，从而抑制蛋白质合成。由于30S核糖体亚单位在细菌中比在人体细胞中更为敏感，因此盐酸多西环素主要对细菌有抗菌作用，对人体细胞的影响较小。
盐酸多西环素对许多革兰阳性菌和革兰阴性菌都有抗菌活性，包括立克次体、支原体、衣原体、螺旋体和某些非典型分枝杆菌。此外，它对某些厌氧菌也有效。然而，与其他四环素类药物相比，盐酸多西环素对革兰阳性菌的抗菌活性较弱。