①烷基化作用：環氧乙烷殺滅各種微生物的作用機理，主要是烷基化作用，作用的 位點是蛋白質和核酸分子中的疏基（-SH）、羧基（-COOH）、氨基（-NH2）、羥基（-OH） 等，環氧乙烷可使這些基團發生烷基化反應，使微生物這些生物大分子失去活性，從而致死微生物。
②抑制生物酶活性：環氧乙烷能抑制微生物各種酶的活性，如磷酸脫氫酶、膽堿脂酶及其他氧化酶等，阻礙了微生物正常代謝過程的完成，導致其死亡。
③對微生物的殺滅作用：環氧乙烷液體和氣體均有較強的殺微生物作用，相比之下， 氣體的殺微生物作用更強，在消毒滅菌上一般多用其氣體。環氧乙烷屬高效廣譜滅菌劑， 對細菌繁殖體細菌芽胞、真菌、病毒均有強大的殺滅滅活作用。在環氧乙烷與微生物接 觸，但微生物又含有足夠水分的條件下，則環氧乙烷與微生物的作用為典型的一級反應， 滅活純培養微生物的劑量，反應曲線在半對數值上為一直線。這個規律適用于一切微生物，不同種類的微生物對環氧乙烷的抵抗力有差別，但差別不顯著，細菌芽孢對環氧乙烷的抵抗力僅比繁殖體強 2 倍，未發現由遺傳決定對環氧乙烷高度耐藥的微生物。細菌芽孢對環氧乙烷的抵抗力較強，其中枯草桿菌黑色變種芽孢為最強。
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