تم إثبات آليات عمل معظم الأدوية المضادة للبكتيريا بعد اكتشاف أن للجزيئات آثار على النمو البكتيري، إما بإبطاء النمو إلى حد كبير( مثبط للنمو) وإما قاتل للبكتيريا ( مبيد للبكتيريا ) ثم تم فحص الجزيئات ذات الفائدة العلاجية الواضحة والمحتملة لدراسة الأساس الجزيئي لخصائصها المضادة للبكتيريا وانتقائيتها (selectivity) وكذلك السمية المصاحبة لها وقد انبثقت أربعة أهداف رئيسة في الممرضات البكتيرية بعد عقود من دراسة آلية عمل المضاد الحيوي وهي التكوين الحيوي لجدار الخلية , والتكوين الحيوي للبروتين، تكرار وإصلاح الحمض النووي دنا والتكوين الحيوي للإنزيم المساعد للفوليت .

أحد المبادئ الرئيسة للقتل الانتقائي للبكتيريا مع تجنب المضيف البشري الذي يستعمل المضاد الحيوي، هو بأن يعمل المضاد الحيوي ضد الهدف الموجود في البكتيريا والذي لا يوجد في الحيوانات والإنسان. ينطبق هذا المبدأ على هدفين من الأهداف المحددة، وهي إنزيمات البناء الحيوي لجدار الخلية البكتيرية وإنزيمات البناء الحيوي لمسارات حمض الفوليك ( folic acid) التي ليس لها نظيرات في الإنسان. ومن الواضح أن للهدفين الرئيسين الآخرين للمضادات البكتيرية، البناء الحيوي للبروتين وآلية تكرار وإصلاح الحمض النووي دنا نظراء في الإنسان، ولكن توجد اختلافات تركيبية كافية في الحمض النووي وآلية بناء البروتين بين بدائية النواة (prokaryotic) وسوية النواة (eukaryotic) مما يحقق التثبيط الانتقائي.

عمليات التكوين الحيوي لجدار الخلية والبناء الحيوي للبروتين على الريبوسومات والتي كانت تاريخياً موقع عمل أكبر عدد من المضادات الحيوية وربما بسبب العديد من الخطوات الإنزيمية التي توفر فرص متعددة لتعطيل هذه الخصائص الرئيسة للخلية البكتيرية السليمة. إن التسلسل الجيني (genomic sequencing) لأهم مسببات الأمراض البكتيرية قد اكتمل أساساً، والجهود المبذولة لتحديد الجينات الأساسية أو الجينات المعززة للفوعية virulence - enhancing genes ) )جارية على قدم وساق .