Các vi sinh vật khác nhau trong phản ứng của chúng với chất khử trùng vì những hóa chất này tấn công các mục tiêu cụ thể trong tế bào mà một loại vi sinh nhất định có thể không có. Ngoài ra, một số vi khuẩn có các enzym có khả năng loại bỏ độc tố từ bên trong màng của chúng, khiến chúng có khả năng chống lại các chất khử trùng và kháng sinh.
Theo Thư viện Y học Quốc gia Hoa Kỳ, rượu được cho là có thể tấn công màng tế bào và làm biến tính các protein của tế bào. Điều này gây ra các vấn đề với quá trình trao đổi chất và tế bào thường phân ly ngay sau khi tiếp xúc. Phương pháp này hiệu quả với vi khuẩn có màng tiếp xúc, nhưng có tác dụng đảo ngược đối với bào tử. Rượu isopropyl thích hợp hơn để tấn công vi khuẩn, do đặc tính ưa béo của nó, trong khi rượu etylic chống lại vi rút ưa nước hiệu quả hơn. Aldehyde có hiệu quả chống lại hầu hết các vi khuẩn, vì những hóa chất này gắn vào thành tế bào và màng tế bào và ức chế hệ thống enzym.Chlorhexidine có hiệu quả trong việc tiêu diệt hầu hết các vi khuẩn nhưng không hiệu quả đối với bào tử và vi rút. Điều này là do cơ chế của hóa chất: nó tấn công các lớp lipid của màng tế bào, lớp lipid không dễ tiếp xúc với virus hoặc bào tử. Hiệu quả của chất khử trùng cũng phụ thuộc vào sự hiện diện của máy bơm dòng chảy trong vi khuẩn. Ngay cả khi chất khử trùng nhắm mục tiêu hiệu quả vào điểm yếu của một loại vi sinh nhất định, ở nồng độ đủ thấp, vi khuẩn có thể bơm chất độc ra khỏi tế bào và sống sót. Việc tiếp xúc liên tục với lượng chất khử trùng thấp sẽ dẫn đến các chủng vi khuẩn kháng thuốc.
