關于殼聚糖及其衍生物的抗菌機理尚有諸多未明之處。根據現有的研究結果，殼聚糖及其衍生物之所以能夠抑菌，主要是由于它們與細菌的細胞質膜發生了一定的反應，破壞了細菌正常的生理功能。盡管如此，殼聚糖及其衍生物在抗菌機理上還是存在一定的差異。

（1）殼聚糖抗菌作用的機理：殼聚糖所帶的陽離子與構成為微生物細胞壁的唾液酸或磷脂質陰離子發生離子結合，束縛了微生物的自由度，阻礙其發育。殼聚糖還被分解成低分子，滲透到微生物細胞壁內，阻礙遺傳因子從DNA到RNA的轉移，從而阻止微生物的發育和繁殖。對細菌中的大腸桿菌、金黃色葡萄糖菌的最小發育阻止濃度為10~20mg/kg，對灰霉菌、斑點病菌的最小生育阻止濃度為10mg/kg，均顯示出極高的抗菌性。

殼聚糖衍生物抗菌作用的機理：據報道，陽離子消毒劑的靶點是微生物的細胞膜，細胞膜的主要成分是膜蛋白和磷脂，細菌的磷脂是磷酸甘油酯，它既有親水末端，又有疏水末端。以季銨鹽為例，由于殼聚糖季銨鹽的長烷基鏈也有疏水性，那么殼聚糖季銨鹽與磷脂之間由于疏水親和作用的強烈反應，破壞了細菌的細胞質膜，從而形成較高的抗菌活性。