Los microbios varían en su respuesta a los desinfectantes porque estos químicos atacan objetivos específicos en la célula que un microbio dado podría no tener. Además, ciertas bacterias tienen enzimas que son capaces de eliminar toxinas del interior de sus membranas, haciéndolas resistentes a los desinfectantes y antibióticos.
Se cree que el alcohol ataca las membranas celulares y desnaturaliza las proteínas celulares, de acuerdo con la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Esto causa problemas con el metabolismo y la célula normalmente se lisa poco después de la exposición. Este método funciona bien con las bacterias, que tienen membranas expuestas, pero tiene un efecto reversible sobre las esporas. El alcohol isopropílico es más adecuado para atacar a las bacterias, debido a sus propiedades lipofílicas, mientras que el alcohol etílico es más eficaz contra los virus hidrofílicos. Los aldehídos son efectivos contra casi todos los microbios, ya que estos químicos se adhieren a la pared celular y la membrana e inhiben los sistemas de enzimas.
La clorhexidina es eficaz para matar la mayoría de las bacterias pero no es efectiva contra las esporas y los virus. Esto se debe al mecanismo químico: ataca las capas lipídicas de la membrana celular, que no se exponen fácilmente en virus o esporas. La efectividad de un desinfectante también depende de la presencia de bombas de eflujo en un microbio. Incluso si el desinfectante ataca efectivamente la debilidad de un microbio dado, a concentraciones suficientemente bajas, un microbio puede bombear la toxina de la célula y sobrevivir. La exposición constante a niveles bajos de un desinfectante da como resultado cepas resistentes.
