溶菌酶對革蘭陽性細菌有殺菌作用，能水解N-乙醯胞壁酸和乙醯氨基脫氧葡萄糖間的β-1，4-糖苷鍵，使細胞壁破裂，造成細菌死亡。溶菌酶與抗生素合用有協同作用。
溶菌酶尚有抗病毒作用，在人宮頸癌（HeLa）細胞被皰疹病毒感染的培養液中加入溶菌酶，有抑制細胞變性作用。溶菌酶也可抑制腺病毒的生長。此外，溶菌酶尚有抗血纖維蛋白溶解作用，參與間隙連線組織的修復和粘多糖的生物合成等。
抑制作用的主要表現為：①抑制非特異性免疫，可使呼吸道黏膜纖毛清除能力及巨噬細胞吞噬能力下降，使體液中補體、溶菌酶等抗菌物質減少，降低機體抵抗力；②抑制特異性免疫，造成淋巴器官萎縮、周圍淋巴細胞減少及功能抑制、抗體形成抑制；③抑制免疫監視功能，動物實驗表明免疫抑制物可使植入腫瘤細胞的成瘤率增加。
