Les microbes réagissent différemment aux désinfectants car ces produits chimiques attaquent des cibles spécifiques dans la cellule qu'un microbe donné pourrait ne pas avoir. De plus, certaines bactéries possèdent des enzymes capables d'éliminer les toxines de l'intérieur de leurs membranes, ce qui les rend résistantes aux désinfectants et aux antibiotiques.
On pense que l'alcool attaque les membranes cellulaires et dénature les protéines cellulaires, selon la National Library of Medicine des États-Unis. Cela provoque des problèmes de métabolisme et la cellule se lyse normalement peu de temps après l'exposition. Cette méthode fonctionne bien avec les bactéries, qui ont des membranes exposées, mais a un effet réversible sur les spores. L'alcool isopropylique est mieux adapté pour attaquer les bactéries, en raison de ses propriétés lipophiles, tandis que l'alcool éthylique est plus efficace contre les virus hydrophiles. Les aldéhydes sont efficaces contre presque tous les microbes, car ces produits chimiques se fixent à la paroi cellulaire et à la membrane et inhibent les systèmes enzymatiques.
La chlorhexidine est efficace pour tuer la plupart des bactéries mais est inefficace contre les spores et les virus. Cela est dû au mécanisme du produit chimique : il attaque les couches lipidiques de la membrane cellulaire, qui ne sont pas facilement exposées aux virus ou aux spores. L'efficacité d'un désinfectant dépend aussi de la présence de pompes à efflux dans un microbe. Même si le désinfectant cible efficacement une faiblesse d'un microbe donné, à des concentrations suffisamment faibles, un microbe peut être capable de pomper la toxine hors de la cellule et de survivre. L'exposition constante à de faibles niveaux d'un désinfectant donne des souches résistantes.
