联合应用抗菌药物的目的是为了增强疗效，更好地控制感染，减轻毒性反应及延缓或减少细菌产生耐药性。联合用药可产生增强、相加、无关、颉颃四种效果。
为了便于临床上合理地联合使用抗菌药物，常根据不同抗菌药物的抗菌机理和性质，将它们分为四类：第一类为繁殖期杀菌药，如青霉素、头孢菌素类等；第二类为静止期杀菌药，如氨基糖苷类、多黏菌素类等；第三类为速效抑菌药，如四环素类和氯霉素类等；第四类为慢效抑菌药，如磺胺药和抗菌增效剂。
第一类和第二类都是杀菌药，联合用药常可获得增强作用。如青霉素与链霉素合用，在链霉素的作用下，细菌合成了无功能的蛋白质，但蛋白质合成并未停止，因此细菌细胞继续生长而体积增大，这就有利于青霉素阻碍细菌细胞壁的合成，导致细胞壁缺损，胞浆内渗透压增高而使菌体肿大、变形、裂解而死亡。青霉素破坏细菌细胞壁的完整性，也有利于链霉素进入细胞内而发挥作用。
第三类和第四类合用，由于都是抑菌药，一般可获得相加作用。
第一类和第三类合用，常可使抗菌作用明显减弱。如青霉素与四环素合用时，由于四环素使细菌蛋白质的合成迅速被抑制，细菌处于静止状态，致使青霉素干扰细胞壁合成的作用不能充分发挥，故呈现颉颃作用。
第二类和第三类合用，常可获得增加或相加作用。
第一类和第四类合用，相互影响不大，但有指征时青霉素可与磺胺药合用。例如，当脑膜炎时，由于青霉素透过血脑屏障的能力较差，可与易透过血脑屏障的磺胺嘧啶合用以提高疗效。
此外，同类型抗菌药物亦可考虑联合应用，如链霉素与多黏菌素合用；但作用机理相同的不宜合用（特别是氨基糖苷类），以免增加毒性。
在兽医临床上，青霉素和链霉素、磺胺药和抗菌增效剂的联合应用是在兽医工作中取得成功的例子，但对其他抗菌药联合应用尚缺乏有证实价值的例子，故应注意从实践中总结经验，不可滥用。