Antibiyotik, herhangi bir mikroorganizma tarafından, başka bir mikroorganizmayı öldürmek veya çoğalmasını durdurmak için üretilen her türlü madde. Antibiyotik üretimi, onu üreten mikroorganizma için selektif bir avantaj sağlar. Örnek olarak, Penicillium tarafından üretilen antibiyotikler, doğada rekabet halinde olduğu diğer mikroorganizmaların büyümesini önleyerek Penicillium'a rekabette önemli bir avantaj sağlar.
Antibiyotiklerin iki çeşidi vardır; biyosidal, mikroorganizmaları öldüren antibiyotikler ve biyostatik, mikroorganizmaların büyümesini ve çoğalmasını (üremesini) önleyen antibiyotikler. Her ne kadar "sadece" mikroorganizmaların (çoğunlukla bakteriler, ve bazı fungi) ürettiklerine "antibiyotik" tanımı verilebilse de, bugün "antibiyotik" terimi patojenlere zarar veren her türlü kimyasal için kullanılmaya başlanmıştır.
Bu yüzden, mikroorganizmalar, hayvanlar ve bitkiler tarafından doğal olarak üretilen bu tür kimyasallara "antibiyotik" demekteyiz. Aynı zamanda, doğal olarak üretilen birçok antibiyotik madde suni yollardan daha etkili olmaları için modifiye edilmektedir. Örnek vermek gerekirse, doğal olarak üretilen penisilinler bugün kimyasal olarak modifiye edilerek daha etkili olmaları sağlanıyor. Bir başka örnekte, kloramfenikol isimli antibiyotiktir. Eskiden tamamiyle doğal yollardan elde edilen bu antibiyotik bugün tamamiyle sentetiktir.
Antibiyotikler etkili oldukları mikropların metabolik işlemlerine müdahale ederek çalışırlar. Antibiyotikler müdahale ettikleri metabolik işlemlere göre spesifiktir. Bu metabolik işlemlere örnek olarak; protein sentezi, hücre çeperi sentezi, nükleik asit sentezi veya hücre zarı fonksiyonlarını verebiliriz.
Penisilin, vankomisin, florokinolon ve sefalosporin gibi antibiyotikler bugün en çok kullanılan antibiyotiklerdendir. Bu antibiyotiklerin hepsi bakterilerin hücre çeperlerini zayıflatırlar. Bakterilerin hücre çeperleri uzun peptidoglikan zincirlerinden oluşur. Antibiyotikler bu molekülleri bir arada tutan peptit bağlantılarının sentezini önlerler. Böylece hücre çeperleri zayıflar ve bakteri patlar (lizis). Peptidoglikandan oluşan hücre çeperleri sadece bakterilerde bulunur, hayvan hücre çeperi bulunmazken bitki hücrelerinde selülozdan oluşan hücre çeperleri bulunur. Böylece, antibiyotikler sadece bakterilere zarar verirler.