Cephalosporin là kháng sinh diệt khuẩn và có cùng cơ chế hoạt động như các thuốc beta-lactam khác(như penicillin), nhưng ít nhạy cảm với β-lactamases. Cephalosporins ngăn cản sự tổng hợp các lớp peptidoglycan hình thành thành tế bào vi khuẩn. Lớp peptidoglycan rất quan trọng trong cấu trúc thành tế bào. Bước transpeptidation cuối cùng trong việc tổng hợp các peptidoglycan được thực hiện bởi penicillin-binding protein (PBPs). PBPs gắn với D-Ala-D-Ala vào cuối muropeptides (tiền peptidoglycan) để nối các peptidoglycan. Các thuốc Beta-lactam giống hệt vị trí D-Ala-D-Ala, do đó ức chế không hồi phục các PBP nối peptidoglycan.