Một số nhược điểm của thuốc kháng sinh bao gồm không hiệu quả chống lại vi rút, tương tác thuốc tiềm ẩn, lạm dụng thường xuyên, lạm dụng và các tác dụng phụ tiềm ẩn. Ngoài ra, việc sử dụng rộng rãi thuốc kháng sinh có thể khiến vi khuẩn phát triển thành các chủng kháng thuốc kháng sinh.
Khả năng kháng thuốc kháng sinh là khả năng của vi khuẩn có thể chịu được liều lượng cao của thuốc kháng sinh và truyền lại khả năng đó cho các thế hệ sau. Ngoài ra, vi khuẩn kháng kháng sinh có thể truyền khả năng miễn dịch của chúng, thông qua plasmid, sang các chủng và loài vi khuẩn khác. Siêu vi khuẩn là vi khuẩn không còn đáp ứng với điều trị kháng sinh. Bệnh lao đa kháng thuốc hay còn gọi là lao đa kháng thuốc, là một siêu vi khuẩn gây ra 1/2 triệu ca mắc mới mỗi năm, tính đến năm 2014.
Thuốc kháng sinh đôi khi gây ra tương tác thuốc làm cho thuốc không hiệu quả, gây ra tác dụng phụ hoặc gây tổn hại cho hệ thống sinh học của bệnh nhân. Trộn rượu với kháng sinh có thể làm giảm hiệu quả của chúng hoặc gây buồn nôn, nôn mửa và ảnh hưởng đến hô hấp. Thuốc kháng sinh đôi khi làm cho thuốc tránh thai mất tác dụng. Rifampicin bị nghi ngờ có tác dụng này vì gan phân hủy nhanh các thành phần hoạt tính của thuốc. Kết hợp quinolon và corticosteroid có thể gây tổn thương gân.
Lạm dụng và lạm dụng là hai vấn đề phổ biến. Trước đây, các bác sĩ kê đơn thuốc kháng sinh trước khi xác định xem nhiễm trùng là do vi khuẩn hay vi rút. Nông dân và bác sĩ thú y vẫn sử dụng kháng sinh dự phòng trong chăn nuôi để thúc đẩy sự phát triển của siêu vi khuẩn. Bệnh nhân cũng thường không uống thuốc kháng sinh đúng theo chỉ định, tạo điều kiện cho các chủng kháng thuốc phát triển.
Thuốc kháng sinh có thể gây ra các tác dụng phụ, chẳng hạn như sốt, tiêu chảy, buồn nôn, phản ứng dị ứng và mất cân bằng sinh lý, dẫn đến nhiễm trùng thứ cấp.
