喹诺酮类药物的抗菌作用机理是，抑制细菌脱氧核糖核酸（DNA）回旋酶，干扰DNA复制产生杀菌作用。DNA回旋酶由2个A亚单位及2个B亚单位组成，能将染色体正超螺旋的一条单链切开、移位、封闭，形成负超螺旋结构。本类药物可与DNA和DNA回旋酶形成复合物，进而抑制A亚单位，只有少数药物还作用于B亚单位，最终不能形成超螺旋结构，阻断DNA复制，导致细菌死亡。