多肽抗生素通过作用于细菌细胞膜而起作用，其中，研究最清楚的是天蚕素。目前一般认为，天蚕素类多肽抗生素的杀菌机理是，天蚕素作用于微生物的细胞膜，在膜上形成跨膜的离子通道，破坏了膜的完整性，造成细胞内容物泄漏，从而杀死细胞。但对其具体作用过程、是否存在特异性的膜受体、有无其它因子协同等问题尚不十分清楚，存在不同看法。而且不同多肽抗生素的作用机制可能不同，尚有待进一步研究。
