Antimikrobni peptidi koji se pojavljuju u prirodi tipično su mali, osnovni polipeptidi sastavljeni od više od 30 aminokiselinskih ostataka; topivi su u vodi-i imaju molekularnu težinu od približno 4000 Daltona. Većina antimikrobnih peptida je termostabilna, zadržavajući svoju aktivnost čak i nakon zagrijavanja na 100 stupnjeva 10 do 15 minuta. Većina posjeduje izoelektričnu točku veću od 7, pokazujući snažna kationska svojstva. Nadalje, pokazuju značajnu otpornost na visoku ionsku snagu kao i na ekstremne pH vrijednosti. Neki također posjeduju sposobnost otpornosti na hidrolizu enzima kao što su tripsin ili pepsin.
Trenutna istraživanja sugeriraju da baktericidni mehanizam antimikrobnih peptida prvenstveno uključuje ciljanje membrane bakterijske stanice; narušavaju cjelovitost membrane i stvaraju pore, uzrokujući istjecanje unutarstaničnog sadržaja i posljedičnu smrt stanice. Proces obično počinje elektrostatskim privlačenjem površine bakterijske membrane, nakon čega slijedi umetanje hidrofobnog C-kraja u hidrofobnu regiju membrane, što mijenja konformaciju membrane. Višestruki peptidi zatim formiraju ionske kanale unutar membrane, što dovodi do istjecanja specifičnih iona i rezultira smrću stanice. Drugi istraživači predlažu da ti peptidi stupaju u interakciju s membranskim proteinima-uzrokujući agregaciju, inaktivaciju i stvaranje ionskih kanala-čime se mijenja propusnost membrane i dovodi do smrti; također ostaju pitanja vezana uz postojanje specifičnih membranskih receptora i potencijalnih sinergističkih učinaka drugih čimbenika. Mehanizmi djelovanja mogu se razlikovati među različitim klasama antimikrobnih peptida.
