Các peptide kháng khuẩn tự nhiên thường là các polypeptide nhỏ, cơ bản bao gồm hơn 30 gốc axit amin; chúng hòa tan trong nước-và có trọng lượng phân tử khoảng 4.000 Dalton. Hầu hết các peptide kháng khuẩn đều có khả năng chịu nhiệt, duy trì hoạt động ngay cả sau khi đun nóng ở 100 độ trong 10 đến 15 phút. Phần lớn có điểm đẳng điện lớn hơn 7, thể hiện đặc tính cation mạnh. Hơn nữa, chúng còn thể hiện khả năng chống lại cường độ ion cao cũng như độ pH cực trị. Một số còn có khả năng chống lại sự thủy phân bởi các enzyme như trypsin hoặc pepsin.
Nghiên cứu hiện tại cho thấy cơ chế diệt khuẩn của peptide kháng khuẩn chủ yếu liên quan đến việc nhắm mục tiêu vào màng tế bào vi khuẩn; chúng phá vỡ tính toàn vẹn của màng và tạo ra các lỗ chân lông, gây rò rỉ các chất bên trong tế bào và sau đó làm chết tế bào. Quá trình này thường bắt đầu bằng lực hút tĩnh điện lên bề mặt màng vi khuẩn, sau đó là việc đưa đầu C{1}} kỵ nước vào vùng kỵ nước của màng, làm thay đổi hình dạng của màng. Sau đó, nhiều peptide tạo thành các kênh ion trong màng, dẫn đến dòng ion cụ thể chảy ra ngoài và dẫn đến chết tế bào. Các nhà nghiên cứu khác đề xuất rằng các peptit này tương tác với các protein màng-gây ra sự kết tụ, bất hoạt và hình thành kênh ion-từ đó làm thay đổi tính thấm của màng và dẫn đến tử vong; vẫn còn những câu hỏi liên quan đến sự tồn tại của các thụ thể màng cụ thể và tác dụng hiệp đồng tiềm tàng của các yếu tố khác. Cơ chế hoạt động có thể khác nhau giữa các loại peptide kháng khuẩn khác nhau.
