细菌合成细胞壁，该细胞壁通过青霉素结合蛋白交联肽聚糖单位而得到加强。头孢菌素最初源自真菌头孢菌属 ，是一大类杀菌抗菌剂，通过其β-内酰胺环起作用。β-内酰胺环与青霉素结合蛋白结合并抑制其正常活性。无法合成细胞壁，细菌就会死亡。最初对头孢菌素敏感的金黄色葡萄球菌可通过改变青霉素结合蛋白的结构而产生耐药性。金黄色葡萄球菌通过具有编码修饰的青霉素结合蛋白的基因来做到这一点；这可以防止头孢菌素的 β-内酰胺环使蛋白质失活。产生这种耐药机制的细菌称为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。如上所述，在五代头孢菌素中，只有第五代头孢洛林对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌有覆盖。另一个非常重要的抗性机制是通过产生酶 β-内酰胺酶，该酶裂解 β-内酰胺环，防止其附着在青霉素结合蛋白上，如肽聚糖转肽酶。 β-内酰胺酶抑制剂可以与头孢菌素共同配制以增加其活性谱，例如头孢他啶/阿维巴坦和头孢唑烷/他唑巴坦。