B内酰胺类抗生素的作用机制主要通过抑制细菌细胞壁的合成来发挥抗菌作用。细菌细胞壁是由肽聚糖构成，这种结构对细菌的生存至关重要。B内酰胺类抗生素，如青霉素和头孢菌素，通过与细菌的青霉素结合蛋白（PBPs）结合，阻碍了肽聚糖链的交联过程。这种交联过程是由转肽酶（即PBPs）催化的，阻碍交联会导致细胞壁的结构不完整和功能失效。

具体而言，B内酰胺类抗生素含有一个B内酰胺环，这个环结构与肽聚糖前体D-丙氨酰-D-丙氨酸（D-Ala-D-Ala）结构类似，因此可以竞争性地抑制转肽酶的活性。由于细菌无法形成坚固的细胞壁，它们在高渗透压环境下易于破裂和死亡。

B内酰胺类抗生素的作用是时间依赖性的，这意味着其抗菌效果取决于药物浓度维持在有效水平的时间长度。细菌对这些抗生素的耐药性主要通过产生B内酰胺酶来实现，这些酶可以水解B内酰胺环，使抗生素失去活性。为了对抗这种耐药性，临床上常与B内酰胺酶抑制剂联合使用，例如克拉维酸。

B内酰胺类抗生素通过抑制细菌细胞壁的合成来杀灭细菌，其疗效和使用策略在临床上至关重要。