为了探明蜂蜜抗菌成分的作用与机制，以便将蜂蜜更好地应用于医疗领域，近年来大量学者对蜂蜜的抗菌成分及作用机制进行了深入的探索和研究。
蜂蜜中的抗菌活性物质有以下几种：
1、过氧化氢（H2O2）
过氧化氢（H2O2）是蜂蜜中的第一个被鉴定出来的抗菌物质，蜂蜜中的H2O2主要由蜜蜂掺入花蜜中葡萄糖氧化酶生成的；H2O2被认为可以保证蜂蜜在未成熟前不会因微生物的原因腐坏变质；随着蜂蜜成熟度的提高，葡糖氧化酶会逐步失活，但随着蜂蜜重新被稀释又能再次激活；
有研究表明，将成熟的蜂蜜稀释到原蜜浓度30-50%时H2O2有着最高的累积速率量；
不同蜜源和产地的蜂蜜中的H2O2含量有着显著的差异，有的蜂蜜甚至不含有H2O2，有人认为可能是由于来自植物花蜜的H2O2导致蜂蜜中H2O2含量有差异；
也有人认为是来自植物的葡糖氧化酶导致了这一差异；
也有人认为可能是来自植物的过氧化氢酶降解了蜂蜜中的H2O2，但到目前为止还没有在蜂蜜中检出过氧化氢酶的报道；
2、甲基乙二醛
2008年，Mavric等通过检测发现麦卢卡蜂蜜中含有尝试很高的抗菌物质甲基乙二醛（MGO）；进一步体外抑菌试验显示，MGO抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC为1.1mM，麦卢卡蜂蜜被稀释至原蜜尝试的15-30%时其相应的MGO尝试为1.1-1.8mM时也表现出抑菌活性，这表明麦卢卡蜂蜜的抗菌活性与MGO密切相关；
综合研究表明，MGO能破坏或抑制细菌鞭毛和菌毛的产生，降低病菌的粘附能力和运动能力，在高速下还能导致细菌溶解，进而抑制病菌的生长与繁殖。
3、植物源多酚类物质
除了转化自DHA的MGO外，蜂蜜中来自植物的多酚类物质也表现出了一定抗菌活性；Maria InesIsla等使用氯仿：乙酸乙脂（4.4:0.6）为展开剂，将阿根廷蜂蜜样本和从中提取的多酚类物质在薄层色谱上展开，然后在薄层色谱板上覆盖培养基培养细菌，16h后观察细菌的生长情况并与蜂蜜薄层色谱 展开的图谱比较，在培养基上能看到多个抑菌圈，并且这些抑菌圈的位置与蜂蜜中的多酚类物质展开后位置一致，其中一个抗菌组分被鉴定为松属素。
4、抗菌肽和王浆主蛋白
除了来自植物的抗菌物质外，蜜自体分泌的抗菌活性物质也在蜂蜜中起着重要的作用；
抗菌肽是无脊椎动物的一种重要的先天免疫系统，蜜蜂具有多种抗菌肽，并且这些抗菌肽的抗菌谱有着一定的差异，共同构成了一个广谱的抗菌系统；
防御素-1是蜜蜂的一种重要的抗菌肽，主要作用于革兰氏阳性菌，在血淋巴，胸唾腺和蜂王浆中均有检出；
Kwakman等于2010年首次在医用级蜂蜜REVAMIL蜂蜜中检测到了防御素-1的存在，而在麦卢卡蜂蜜中没有检出这一抗菌肽；
蜂王浆和蜂蜜中的防御素-1主要来自于工蜂的咽下腺；Brudzynski等还同时将多种临床上的耐药性菌株用于检测蜂蜜糖蛋白成分的抗菌活性，他们从多个不同的蜂蜜样品中提取了糖蛋白成分用于检测，结果显示这些糖蛋白组分有着一致的抗菌功效并且能有效抑制多种耐药菌株的生长与繁殖；
不同抗菌成分对不同菌株的作用
蜂蜜中多样而复杂的抗菌活性物质也导致不同蜂蜜对不同微生物作用效果有着一定的差异
此外，蜂蜜抗菌能力的评估方法也有待进一步的完善。有研究发现不同的培养方法下，同一种蜂蜜对白色念珠菌的抗菌效果有着明显的差异，在使用肉汤稀释法和琼脂稀释法时有着良好的抗菌活性，但使用琼脂扩散法时却没有抑制生长的效果，这显示不同的试验方法可能会时过显著影响蜂蜜抗菌效果的显现，进而影响对其抗菌效力的判断；因此如何对蜂蜜的抗菌能力进行评价也是一个亟待解决的问题
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