Mae mecanwaith gweithredu cadwolion gwrthficrobaidd yn seiliedig yn bennaf ar amharu ar strwythurau cellog microbaidd a swyddogaethau ffisiolegol.
Yn gyntaf, maent yn tarfu ar y gellbilen: mae cynhwysion gweithredol rhai cadwolion gwrthficrobaidd yn adweithio â'r lipidau a'r proteinau o fewn cellbilenni microbaidd, gan newid athreiddedd pilenni. Mae hyn yn arwain at ollyngiad o gynnwys mewngellol, gan arwain yn y pen draw at farwolaeth microbaidd. Er enghraifft, gall rhai cadwolion cationig amsugno ar arwynebau bacteriol, gan newid potensial trydanol y gellbilen ac achosi difrod i'r bilen.
Yn ail, maent yn atal gweithgaredd ensymau: mae ensymau yn chwarae rhan ganolog mewn metaboledd microbaidd, gan gymryd rhan mewn amrywiaeth eang o adweithiau biocemegol. Mae cadwolion gwrthficrobaidd yn rhwymo i safleoedd gweithredol ensymau, gan eu gwneud yn anactif; mae hyn yn rhwystro llwybrau metabolaidd ac yn atal twf ac atgenhedlu microbaidd. Er enghraifft, gall rhai sylffwr sy'n cynnwys cadwolion adweithio ag ensymau y tu mewn i gelloedd bacteriol, gan eu dadactifadu.
Yn drydydd, maent yn ymyrryd â deunydd genetig: mae deunydd genetig micro-organeb yn rheoli ei dwf, ei atgenhedlu a'i nodweddion etifeddol. Gall cydrannau o fewn cadwolion gwrthficrobaidd ryngweithio â DNA neu RNA micro-organeb, gan amharu ar brosesau atgynhyrchu a thrawsgrifio, ac o ganlyniad atal y micro-organeb rhag atgenhedlu neu oroesi'n normal. Er enghraifft, gall rhai cadwolion sy'n cynnwys grwpiau gweithredol cemegol penodol rwymo i DNA, gan rwystro ei ddyblygiad. Gall gwahanol fathau o gadwolion gwrthficrobaidd flaenoriaethu un neu nifer o'r mecanweithiau gweithredu hyn i atal a dileu sbectrwm eang o ficro-organebau yn effeithiol.
