蜂蜜有很强的抗菌作用，现代研究对此已经有了较深的认识。归纳起来，蜂蜜的抗菌作用机制主要有以下几个方面：
蜂蜜的离渗透作用 蜂蜜是一种饱和甚至过饱和的糖溶液，水分含量通常占蜂蜜重的 17%-22%， 糖分子和水分子相互作用，只留下极少量的游离头可供微生物利用。而且，如此高的糖浓度，使之具有很高的渗透特性(吸水性)。 据测定，革兰氏阳性细菌内的渗透压为 2 026 千帕， 革兰氏阴性细菌也有506-1013 千帕， 而蜂蜜的渗透压高达 105 大气压，这足以使细菌大量脱水死亡。

比渗透压更具有生理意义的物化指标是水活度( 即天然环境中微生物可实际利用的自由水或游离水的含量)， 成熟蜂蜜的含水童常温下仅有 17.6%， 其 aw 值约为0.63， 几乎所有的细菌(嗜盐菌除外)生长繁殖所需的 aw 范围为 0.90-0.98， 因此，天然成熟蜂蜜中很少有细菌可利用的自由水，其中的水分多以结合水的形式存在， 所以引起伤口感染的细菌，不但不能从蜂蜜中取得生活用水，反而会被高糖度的蜂蜜脱水，最终引起死亡。
蜂蜜的酸度 天然蜂蜜是酸性的， pH 都在 3. 2-4. 5,而大多数病原菌生长繁殖的适宜 pH 多在 7. 2-7. 4, 因此蜂蜜的这种酸度足以抑制多种病原菌的生长繁殖。
源于蜜蜂的抗菌因素蜂蜜是蜜蜂将花蜜混合上唾液酿制而成，因此蜂蜜中含有其唾液腺、蜜腺分泌的某些酶，有抗菌作用的主要是溶菌酶以及葡萄糖氧化酶等。
溶菌酶： 默林和梅斯纳(1968) 指出， 溶菌酶也是蜂蜜中的抗菌物质， 通常蜂蜜中溶菌酶的水平为 5-10 毫克/毫升，偶尔可达到 35-100 毫克/毫升(以等值的蛋白溶菌酶表示的浓度)。

溶菌酶是蜜蜂的非特异性免疫因素，是一种碱性低分子蛋白质，主要作用于革兰氏阳性菌，使其细胞壁的主要成分一肽聚糖中的 P- 1.4 糖苷链断裂，造成细胞壁破裂，引起细菌死亡。
葡萄糖氧化酶：蜂蜜中的葡萄糖氧化酶可将蜂蜜中的葡萄糖氧化为葡萄糖酸和过氧化氢(过氧化氢水溶液，在医学上常称为双氧水，具有很强的杀菌力)， 过氧化氢分解产生的活性氧是杀死细菌及真菌的重要成分。研究表明，过氧化氢不稳定， 分解时产生氧化性很强的游离基〔〇〕， 使细菌细胞中酶蛋白上的硫基(-SH) 氧化失去活性，表现出杀菌效果。

源于蜜源植物的抗茴因棄 蜂蜜是植物花分泌的蜜汁，因此带有某些植物杀菌物质。主要有：黄酮类化合物， 如槲皮素、木樨草素、 芹菜素、鼠李素、 松属素、短叶松素、 高良姜精、柯因等都 有抗菌作用; 挥发性 物质， 含量在 0.12%-0.26%， 已鉴定出菔烯、茨烯、苎烯、桉叶油、 芳樟醇、苯甲酸、法呢醇和廿烷等; 其他抗菌成分，如甲基-3, 4, 5-三甲氧基苯甲酸盐、甲基-4-羟基 3, 5-二甲氧基苯甲酸盐和 3, 4, 5-三甲氨基苯甲酸等。