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實驗表明，喹諾酮類藥物能夠抑制DNA的半保留復制，也就是對DNA促旋酶的活性予以抑制。DNA促旋酶是由A、B兩種亞基組成的四聚體（A2B2），在DNA復制中不可或缺。在ATP提取能量時，DNA促旋酶能夠催化在DNA雙螺旋中引入負超螺旋（Negative surpercoil），在兩個雙鏈DNA環形成鏈條狀予以鏈接。培氟沙星主要對DNA促旋酶的A亞基有作用，能夠有效抑制DNA促旋酶的功能，進而促旋酶活性受到抑制而DNA復制受阻，對DNA的解鏈、切割以及重新封閉等過程造成影響，以至于DNA降解與細菌死亡。
培氟沙星對于大腸桿菌、巴氏桿菌、沙門氏菌、變形桿菌、彎桿菌以及豬丹毒桿菌、腦膜炎球菌、支原體感染都有著良好的治療作用，是一種廣譜的抗菌藥物。臨床實踐表明，在呼吸道、消化道以及泌尿道感染的治療當中，應用培氟沙星的治療有效率為90%、92.9%和88.9%，細菌轉陰性概率為100%，100%和88.9%，相較于頭孢氨卡與諾氟沙星而言，效果更好。在針對傷寒桿菌的藥物敏感試驗以及治療效果試驗中表明，幾乎所有菌株對諾氟沙星和培氟沙星都敏感，其敏感范圍分別為92.1%和100%，培氟沙星的療效要比氯霉素和氨卡青霉素要明顯更好。在氟喹諾酮類對雞常見病原菌的體外抑菌試驗中可得知，培氟沙星對4種常見病原菌的MIC要明顯高于環丙沙星且低于諾氟沙星，對于雞大腸桿菌、支原體、金黃色葡萄球菌都表現出了明顯的抗菌性。
在獸醫臨床治療實踐中發現，注射培氟沙星對仔豬白痢病的治愈率高達100%，分別比用諾氟沙星與慶大霉素、氯霉素要高出9，19以及22個百分點。此外，對于動物的消化道、呼吸道以及泌尿生殖道等系統的感染，培氟沙星都有著顯著的療效。
培氟沙星不管是口服還是注射都有效果，其體外抗菌活性比諾氟沙星要稍低，不過吸收更好且生物利用度高，在血液與組織中有著很高濃度且藥效持久。培氟沙星在犬體內的消除半衰期長達9個小時，而環丙沙星與諾氟沙星只有3.1與6.3個小時，可見其半衰期非常長。此外，在動物體內分布管飯，在腦脊液、扁桃體、肌肉、骨骼、前列腺中都能夠達到相應濃度。
培氟沙星在肝臟代謝中會產生具有活性的脫甲基衍生物以及無活性的N-氧化物這兩種大寫產物，雖然脫甲基衍生物有一定活性，但半衰期非常短，代謝產物經過腎臟排泄出，在肝腎功能欠缺時，代謝與排泄的速度會有所減緩。
研究表明，喹諾酮類藥物的耐藥性主要由細菌染色體突變導致，其突變概率非常低，所以喹諾酮類藥物通常不會產生耐藥性。氟喹諾酮類藥物是目前唯一能夠對細菌DNA促旋酶起到抑制作用的藥物，培氟沙星更是DNA促旋酶的強效抑制劑。當前，對于耐藥性產物的屬性通常會認為是染色體耐藥型，耐藥性主要由DNA促旋酶的基因突變以及膜通透性有所改變而導致。Gyr基因A亞單位突變會造成藥物作用靶位出現改變，而出現耐藥性。Gyr基因B亞單位突變與藥物通透性減少相關，膜通透性的改變除了gyrB基因突變這一因素外，還有其他機制的影響。然而，這部分突變株的耐藥性只會遺傳給下一代，而不會出現像以質粒為介導的耐藥性一樣轉移給其他細菌，所以速度比較緩慢。
抗生素藥物的應用，遲早會出現以質粒為介導的耐藥性，并且會不斷發展。在很長一段時間內，糖肽類藥物與5-硝基咪唑類藥物在臨床應用中都沒有此類質粒介導的耐藥性產生，而現代這兩種藥物都相異產生了以質粒為介導的可轉移的耐藥性。而倘若喹諾酮類藥物也出現類型變化，那么不同類別藥物之間存在交叉耐藥性，并且還會出現能轉移的耐藥質粒，勢必會對療效造成嚴重影響。所以，為了避免質粒介導耐藥性的產生，切不可長時間給動物進行此類藥物用藥，并且不能與氯霉素、四環素以及某些β-內酰胺抗生素進行聯合用藥。對喹諾酮類藥物耐藥的菌株，對于氨基甙類抗生素仍具敏感性，所以能夠與氨基甙類交替使用，可有效降低耐藥性產生的概率。
5.1 軟骨毒性。主要對關節軟骨有所損害，能夠誘發幼年動物的軟骨蝕變進而導致關節病，呈現疼痛與跛形癥狀。其中要屬犬類最為敏感，對于幼年馬匹的軟骨與骨骼發育同樣具有損害性。
5.2 生殖毒性。用50mh/kg劑量的培氟沙星給雄性犬與鼠用藥之后，其精子畸變概率升高，繁殖率下降，而當劑量增加到500mg/kg時，其睪丸會逐漸萎縮。
5.3 反應。培氟沙星在獸醫臨床應用中，動物會出現消化不良的反應，但發生概率較低，同時對于中樞神經系統的反應偶爾出現，但總體不多見。
綜上所述，培氟沙星作為一種抗菌藥物，有著光譜、高效且低毒的特性，并且生物利用度好、藥效維持時效長，在獸醫臨床應用中對于細菌以及支原體感染性疾病能夠起到明顯的療效，表現出了良好的應用前景。當然，針對培氟沙星在畜禽體內的藥效學、毒理學以及藥動學的研究，還需要更多研究人員不斷探索，推動其在更多領域有更好的應用。