头孢菌素作用于胜肽聚糖的转化-合成过程中，阻止它的合成，进而导致细菌体失去抵抗渗透压的能力而胀破。它的副作用包括以下几点：
1\过敏反应 头孢菌素类药物可致皮疹、荨麻疹、哮喘、药物热、血清病样反应、血管神经性水肿、过敏性休克等不良反应。头孢菌素的过敏性休克类似青霉素休克反应。两类药物间呈现不完全的交叉过敏反应。因此，对青霉素过敏及过敏体质者应慎用，有的产品在说明书中规定用前皮试，应参照执行。2\胃肠道反应和菌群失调 多数头孢菌素可致恶心、呕吐、食欲不振等反应。头孢菌素类药物对肠道菌群有较强的抑制作用，长期或大剂量使用头孢菌素类抗生素可致菌群失调，引起维生素B族和K缺乏。另外，也可引起二重感染，如伪膜性肠炎、念珠菌感染等，尤以第二、三代头孢菌素为甚。 3\肝毒性 多数头孢菌素大剂量应用可导致氨基转移酶、碱性磷酸酯酶、血胆红素等值的升高。4\造血系统毒性 头孢菌素偶可致红细胞或白细胞减少、血小板减少、嗜酸性细胞增多等。 5\肾损害 绝大多数的头孢菌素由肾排泄，偶可致血液尿素氨、血肌酐值升高、少尿、蛋白尿等。其中头孢噻啶的肾损害作用最显著。头孢菌素与高效利尿药或氨基糖苷类抗生素合用，肾损害显著增强。 6\凝血功能障碍 由于头孢菌素抗生素都能抑制肠道菌群产生维生素K，使凝血机制发生障碍，因此具有潜在的致出血作用。凝血功能障碍的发生与头孢菌素抗生素药物的用量大小，疗程长短直接有关。7\
与乙醇联用产生“双硫仑”样反应。含硫甲基四氮唑基团的头孢菌素有类双硫醒的功能。当与乙醇联合应用时(喝酒或者接触酒精等)，也可引起体内乙醛蓄积而呈“醉酒状”。
