Бактерицидный антибиотик широкого спектра действия из группы аминогликозидов.
Проникает через клеточную стенку микроорганизмов, необратимо связывается с рецепторами на субъединицах 30 S рибосом, нарушая их взаимодействие с информационной РНК. Это приводит к нарушению синтеза белка (иногда к образованию нефункциональных белков), разрушению цитоплазматической мембраны и лизису бактериальной клетки.
Действует только на внеклеточные микроорганизмы. Высокочувствительны к гентамицину (МПК менее 4 мг/л) грамотрицательные микроорганизмы - Proteus spp. (в т.ч. индолположительные и индолотрицательные штаммы), Escherichia coli, Klebsiella spp., Salmonella spp,, Shigella spp,, Campylobacter spp., грамположительные микроорганизмы - Staphylococcus spp. (в т.ч. пенициллинорезистентные); чувствительны при МПК 4-8 мг/л - Serratia spp., Klebsiella spp., Pseudomonas spp. (в т.ч. Pseudomonas aeruginosa), Acinetobacter spp., Citrobacter spp., Providencia spp. Резистентны (МПК более 8 мг/л) - Neisseria meningitidis, Treponema pallidum, Streptococcus spp. (включая Streptococcus pneumoniae и штаммы группы D), Bacteroides spp., Clostridium spp., Providencia rettgeri. В комбинации с пенициллинами проявляет активность в отношении Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Enterococcus durans, Enterococcus avium, практически всех штаммов Streptococcus faecalis и их разновидностей (в т.ч. Streptococcus faecalis liguifaciens, Streptococcus faecalis zymo-genes), Streptococcus durans.
Резистентность микроорганизмов к гентамицину развивается медленно, однако штаммы, устойчивые к неомицину и канамицину, могут проявлять устойчивость также и к гентамицину (неполная перекрестная устойчивость). Антибактериальная активность снижается в кислой среде (pH меньше 7,4). Не действует на грибы, вирусы, простейшие.