根據消毒藥的類別和化學性質不同，其殺菌原理也不盡相同。
（1）酸類消毒藥
分有機酸和無機酸兩類。無機酸主要指硝酸、鹽酸、硼酸等，其殺菌力取決於溶液中離解的氫離子濃度。有機酸的殺菌作用在於其不電離的分子能透過細菌的細胞膜，如甲酸、醋酸、乳酸、過氧乙酸等。
（2）堿類消毒藥
堿類的殺菌作用取決於在溶液中離解的氫氧根離子濃度，濃度大則殺菌力強。氫氧根離子可以水解蛋白質與核酸，還可以分解菌體中的糖類，使微生物的酶系統遭到破壞，因而對病毒和細菌均有很強的殺滅作用。常用的品種有氫氧化鈉和氧化鈣。
（3）酚類消毒藥
酚類是以羥基取代苯環上的氫原子而形成的化合物，它們可使微生物原漿蛋白變性、沈澱而起殺菌或抑菌作用，能殺死壹般細菌。對芽胞無效，對病毒、真菌無殺滅作用。但由酚及酸類復合型消毒劑（復合酚）則為廣譜、高效，可殺滅細菌、病毒、黴菌等。
常用的品種有苯酚（石炭酸）、煤酚（甲酚）、復合酚。
（4）醇類消毒藥
醇類具有殺菌作用，其中用途最廣的為70%乙醇。它能使菌體蛋白迅速凝固並脫水，以70%～75%乙醇殺菌力最強。70%乙醇的殺菌作用與3%的苯酚相當，可殺死壹般繁殖期病菌，但對芽胞無效。當濃度大於75%時，其殺菌作用減弱，因菌體表層蛋白質快速凝固妨礙了乙醇向內滲透，影響了殺菌效果。
（5）醛類消毒藥
醛類與醇類作用相似，能使蛋白質變性而發揮殺菌作用，但其殺菌作用比醇類強，其常用品種有甲醛、戊二醛、烏洛托品等。
（6）鹵素類消毒藥
屬消毒藥中用途最廣、品種最多的種類。其中主要的是氯、碘，常用的是它們的單質或能釋放出氯、碘的化合物。其殺菌作用在於它們能氧化細菌原漿蛋白活性基因，並和蛋白質的氨基酸結合而使其變性。常用的為碘及能釋放出碘、氯的碘化物、氯化物。
（7）重金屬類消毒藥
重金屬的化合物（分別含汞、銀、鋅等）能與菌體蛋白質結合而使之沈澱，從而發揮抗菌作用。其抗菌作用強度取決於重金屬離子的濃度、性質以及病菌的特性。高濃度的重金屬鹽有殺菌作用，低濃度的能抑制細菌酶系而起抑菌作用。常用的有升汞、紅汞、硫柳汞。
（8）染料類消毒藥
染料可分酸、堿兩大類。它們的陽離子和陰離子可分別與菌體蛋白的羥基和氨基相結合而破壞菌體代謝呈抗菌作用。堿性染料對革蘭氏陽性菌有效，酸性染料壹般抗菌作用微弱。常用的品種有甲紫、亞甲藍。
（9）氧化劑類消毒藥
這是壹類含不穩定結合氧的化合物，當其遇到有機物或酶時則能釋放出初生態氧（亦稱原子氧），可破壞菌體蛋白或酶而呈殺菌作用，但對正常機體組織細胞有不同程度的損傷和腐蝕作用。其對革蘭氏陽性菌、厭氧菌及某些螺旋體有效。常用的品種有過氧化氫、高錳酸鉀等。
（10）表面活性劑類消毒藥
這是壹類使用較廣泛的消毒藥，又稱除汙劑或清潔劑。通過吸附在細菌表面，改變菌體細胞膜的通透性，破壞酶系統作用，並使菌體蛋白變性等而呈殺菌作用。分為陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑及不遊離的非離子表面活性劑三種。陽離子表面活性劑使用廣泛，抗菌譜較廣、顯效快，對組織無刺激性，對多種革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌、病毒有效。陰離子表面活性劑僅對革蘭氏陽性菌有效。非離子表面活性劑無殺菌作用，只有去汙和清潔作用。常用的有苯紮溴銨、醋酸氯已定、消毒凈、創必龍、百毒殺等。
（11）其他消毒藥
常用的有環氧乙烷、黴敵等氣體消毒藥，對細菌芽孢、真菌、立克次氏體、病毒、黴菌等都具有殺滅作用。具有穿透力強、易擴散、消除快、對物品無損害及腐蝕等特點。