頭孢羥氨芐為頭孢菌素類抗生素，對革蘭陽性菌有較好的抗菌作用，對革蘭陰性菌和部分厭氧菌亦有一定的抗菌活性。
頭孢羥氨芐對除腸球菌外的革蘭陽性菌和部分革蘭陰性菌具有較好的抗菌作用。如產青霉素酶和不產青霉素酶的金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎球菌、A組溶血性鏈球菌、大腸埃希菌、奇異變形桿菌對本品敏感；本品對沙門菌屬、志賀菌屬、流感嗜血桿菌、淋病奈瑟菌等也有抗菌作用。耐甲氧西林葡萄球菌、腸球菌屬、吲哚陽性變形桿菌、腸桿菌屬、沙雷菌屬及銅綠假單胞菌等對本品耐藥。
其作用機制為與細菌細胞膜上的青霉素結合蛋白（PBPs）結合，使轉肽酶酰化，抑制細菌中隔和細胞壁的合成，影響細胞壁粘肽成分的交叉連結，使細胞分裂和生長受到抑制，細菌形態變長，最后溶解和死亡。
藥理頭孢羥氨芐屬低毒。給新生大鼠12600mg/kg的高劑量未發生死亡；犬每日口服本品600mg/kg，大鼠每日口服本品1000mg/kg，連續6個月，對各組織器官未產生毒性反應。