Sulfadiazin tilhører gruppen af kemoterapeutiske sulfonamid-midler, trimethoprim tilhører diaminopyrimid-midlerne. Begge aktive substanser har en hæmmende virkning på mikroorganismernes folinsyremetabolisme på to forskellige stadier (sekventiel effekt). Blokering af individuelle trin afbryder syntesen af nukleinsyrer og proteiner i følsomme bakterier.

Sulfadiazin hæmmer inkorporering af p-aminobenzosyre (PABA)i dihydrofolinsyre. Sulfadiazin konkurrerer specifikt med PABA om enzymet dihydroproteosyntetase, og dennes selektive bakteriostatiske virkning afhænger af forskellen i dannelsen af folinsyre i bakterieceller og pattedyrsceller. Modtagelige mikroorganismer syntetiserer folinsyre, mens pattedyrsceller anvender foruddannet folinsyre.

Trimethoprim hæmmer selektivt enzymet dihydrofolatreduktase og forhindrer dermed konvertering af dihydrofolsyre til tetrahydrofolsyre.

Sulfonamid-resistensgener er forbundet kromosomalt (folP-gener) eller ekstrakromosomalt, f.eks. til integron 1 (sul1-gener) og plasmider (sul2-, sul3-gener). Resultatet af disse geners udtryk er en strukturændring i enzymet dihydropteroatsyntetase, således at sulfonamider mister deres evne til at binde og deres virkningsmekanisme afbrydes. Der er gensidig krydsresistens i sulfonamid-gruppen.

Trimethoprim-resistensgener (dfr-gener) er forbundet kromosomalt eller ekstrakromosomalt, f.eks. på integroner 1 og 2 eller på transposoner. Ekstrakromosomale dfr-gener er opdelt i to undergrupper. Mere end 30 dfr-gener er indtil videre beskrevet. Deres virkning manifesteres ved en strukturændring i enzymet dihydrofolatreduktase og dets følsomhed over for trimethoprim. Kromosomalt forbundet resistens manifesteres enten ved overproduktion af dihydrofolatreduktase eller ved at enzymet tymidylatsyntase mister sin virkning.