β-內酰胺酶對抗生素的作用主要有水解和非水解兩種方式。大多數β-內酰胺酶的活性位點具有一個縱行溝狀結構，該結構疏松易彎曲，利于底物的結合。抗生素β-內酰胺環上的羰基碳可以不可逆的結合在該活性位點處的絲氨酸上，使抗生素β-內酰胺環解開，造成抗生素降解，避免抗生素的檢出。另外一些抗生素如金屬酶，它們是利用二價金屬離子與組氨酸或半胱氨酸結合，并與抗生素羰基中的酰胺鍵相互作用，抑制抗生素發揮作用，避免抗生素的檢出。目前國際上研究比較活躍的是超廣譜β-內酰胺酶和頭孢菌素酶。

　　抗生素是對細菌的生存構成的選擇性壓力之一，而細菌耐藥則是對該壓力做出的自然選擇。在該壓力作用下，少數細菌成為“持留菌”并繼續生長繁殖，“持留菌”被認為是當前細菌感染治療無效的主要因素。新近研究逐步揭示了“持留菌”耐藥機制，即“蛋白網絡”理論的提出，有望使臨床耐藥菌感染的治療獲得突破性進展。β-內酰胺酶的產生與自然界微生物生成的β-內酰胺類抗生素的刺激有關，與之相關的抗生素耐藥性繼而產生，因此在發現和使用β-內酰胺類抗生素之前，該產酶菌的耐藥性已經存在。日益廣泛而大量的β-內酰胺類抗生素的使用，甚至濫用，加速了β-內酰胺酶產酶菌耐藥性的形成及復雜化，以致耐藥菌株不斷增多。其機制除了“持留菌”的因素，還與某些β-內酰胺類抗生素誘導產酶菌基因高突變有關；另外，產β-內酰胺酶敏感菌株通過外源性質粒或(和)轉座子的橫向傳遞，接受相關的耐藥基因而耐藥。β-內酰胺酶耐藥基因又可聯合其他類抗生素耐藥基因編碼重組，導致多重耐藥菌株產生，并且其耐藥水平藉此增強。細菌的耐藥水平是多種機制綜合作用的結果，這一認識解釋了單個抗生素在治療細菌感染時往往無效甚至容易引起耐藥的原因，也是抗生素復合制劑研發的理論依據。細菌的耐藥機制從不同的層次和角度看有不同的解釋，與“蛋白網絡”理論相區別的細菌耐藥的經典理論因基于細菌與抗生素相互作用的特異性而被視為“靶標理論”。