自從發現抗菌肽以來，已對抗菌肽的作用機理進行了大量研究。目前已知的是，抗菌肽是通過作用于細菌細胞膜而起作用的，在此基礎上，提出了多種抗菌肽與細胞膜作用的模型。但嚴格地說，抗菌肽以何種機制殺死細菌至今還沒有完全弄清楚。
目前一般認為,Cecropin類抗菌肽作用于細胞膜，在膜上形成跨膜的離子通道，破壞了膜的完整性，造成細胞內容物泄漏，從而殺死細胞。
對于抗菌肽破壞膜的完整性，使細胞內外屏障喪失，從而殺死細菌這一觀點已得到基本統一的認識，但對其具體作用過程、是否存在特異性的膜受體、有無其它因子協同等問題尚不十分清楚，存在不同看法。不同抗菌肽的作用機制可能不一樣，尚有待進一步研究