天然成熟蜂蜜的抗菌機理主要由以下幾個方面：
（1）滲透性。天然成熟蜂蜜含水量只有18%左右，是一種飽和的高糖高滲溶液，許多微生物在這種環境中不僅無法獲得自己生存所需的水分，而且其自身細胞中的水分也會在滲透壓的作用下流失，所以，細菌是根本無法在蜂蜜或由蜂蜜處理過的物體中正常存活的。
（2）過氧化氫。蜂蜜中含有葡萄糖氧化酶，當它于其中的葡萄糖發生反應后會產生大量的過氧化氫。而過氧化氫是蜂蜜釀造過程中高水分‘低滲透壓階段防腐的勇士。
（3）酸度。蜂蜜的PH值一般為3.2~4.5，而一般細菌繁殖適宜的PH值在7.2~7.4，所以，蜂蜜中偏酸性的環境可以有效地抑制和預防多種病原菌的生長繁殖。除以上三種抗菌機制外，蜂蜜中所含的類黃酮、溶菌酶、萜烯類物質和苯甲醇等成分，盡管含量不多，但同樣具有一定抗菌作用。