Естествено срещащите се антимикробни пептиди обикновено са малки, основни полипептиди, съставени от повече от 30 аминокиселинни остатъка; те са-водоразтворими и имат молекулно тегло приблизително 4000 далтона. Повечето антимикробни пептиди са термостабилни, запазвайки активността си дори след нагряване при 100 градуса за 10 до 15 минути. Повечето притежават изоелектрична точка над 7, проявявайки силни катионни характеристики. Освен това те демонстрират значителна устойчивост на висока йонна сила, както и на екстремни стойности на pH. Някои също притежават способността да устоят на хидролиза от ензими като трипсин или пепсин.
Настоящите изследвания предполагат, че бактерицидният механизъм на антимикробните пептиди включва основно насочване към бактериалната клетъчна мембрана; те нарушават целостта на мембраната и създават пори, причинявайки изтичане на вътреклетъчно съдържание и последваща клетъчна смърт. Процесът обикновено започва с електростатично привличане към повърхността на бактериалната мембрана, последвано от вмъкване на хидрофобния C-край в хидрофобната област на мембраната, което променя конформацията на мембраната. След това множество пептиди образуват йонни канали в мембраната, което води до изтичане на специфични йони и води до клетъчна смърт. Други изследователи предполагат, че тези пептиди взаимодействат с мембранните протеини-причинявайки агрегация, инактивиране и образуване на йонни канали-като по този начин променят пропускливостта на мембраната и водят до смърт; също остават въпроси относно съществуването на специфични мембранни рецептори и потенциалните синергични ефекти на други фактори. Механизмите на действие могат да варират при различните класове антимикробни пептиди.
