抗生素是一种化学物质，可以抑制甚至破坏有害微生物的生长。它们来源于特殊的微生物或其他生物系统，并通过发酵过程在工业规模上生产。尽管抗生素作用的原理直到二十世纪才被发现，但初次已知的抗生素应用是在2500多年前中国人使用的。今天，已经报道了10，000多种抗生素物质。目前，抗生素代表着一个价值数十亿美元的行业，每年都在持续增长。
抗生素以多种形式使用——每种形式都有不同的制造要求。对于皮肤表面、眼睛或耳朵上的细菌感染，抗生素可以软膏或乳膏的形式使用。如果感染是内部感染，抗生素制剂可以被吞咽或直接注射到体内。在这些情况下，抗生素通过吸收到血流中而被输送到全身。
抗生素的化学性质不同，因此它们治疗的感染类型和治疗方法也不同，这是不可接受的。某些抗生素通过影响细菌细胞的结构来消灭细菌。这可能以两种方式之一发生。首先，抗生素会削弱感染细菌的细胞壁，导致它们爆裂。其次，抗生素会破坏细胞膜，导致细菌细胞的内容物漏出。抗生素发挥作用的另一种方式是干扰细菌的新陈代谢。四环素和红霉素等抗生素会干扰蛋白质合成。利福平等抗生素抑制核酸生物合成。还有其他抗生素，如磺胺或甲氧苄啶，对细胞代谢有普遍的阻断作用。
抗生素的商业开发是一个漫长而昂贵的提议。它始于旨在识别产生抗生素化合物的生物的基础研究。在这个阶段，数以千计的物种被筛选出任何抗菌作用的迹象。当一种细菌被发现时，该物种会被检测是否有多种已知的传染性细菌。如果结果是有希望的，这种生物就会大规模生长，这样就可以分离出产生抗生素效应的化合物。这是一个复杂的过程，因为已经发现了成千上万种抗生素材料。通常，科学家发现他们的新抗生素并不是有一无二的。如果材料通过这个阶段，可以进行进一步的测试。这通常包括临床试验，以证明抗生素对动物和人类有效，并且无害。如果这些测试通过，食品和药物管理局必须批准抗生素作为一种新药。整个过程可能需要很多年。
抗生素的大规模生产取决于发酵过程。在发酵过程中，大量产生抗生素的有机体生长。在发酵过程中，生物体产生抗生素物质，然后可以将其分离出来用作药物。为了使一种新的抗生素在经济上可行，制造商必须能够从发酵过程中获得高产量的药物，并且能够容易地将其分离出来。在一种新抗生素可以商业化推广之前，通常需要进行广泛的研究。
