1913年美国考古学家在埃及金字塔古墓中发现了一坛蜂蜜，经鉴定，这坛已历时3000多年的蜂蜜不但没有变质，也没有干燥结块，仍能食用。蜂蜜之所以具有强烈的抗菌作用，现代科学研究对此已经有了较深的认识，归纳起来主要体现在以下几个方面：蜂蜜的主要成分是糖类，占总重量的75%~80%左右，因此蜂蜜实质上是一种饱和甚至过饱和的糖溶液，水分含量通常占蜂蜜的17%~22%。糖分子和水分子的相互作用，只留下极少量的游离水可供微生物利用，而且如此高的糖浓度，使之具有很高的渗透特性(吸水性)。
据测定，革兰氏阳性细菌内的渗透压为2026kpa，革兰氏阴性细菌也有506~1013kpa，而蜂蜜的渗透压高达105大气压，即高达10000kpa以上，这足以使绝大多数细菌脱水死亡。比渗透压更具有生理意义的物化指标是水活度(Aw,即天然环境中微生物可实际利用的自由水或游离水的含量)，常温下天然成熟蜂蜜的含水量在17.6%左右，折算出Aw值约为0.7~0.8，几乎所有的细菌(嗜盐菌除外)生长繁殖所需的Aw范围为0.90~0.98。天然成熟蜂蜜中很少有细菌可利用的自由水，其中的水分多以结合水的形式存在，所以引起伤口感染的细菌，不但不能从蜂蜜中获取水分作为营养，反而会被高糖度的蜂蜜渗透脱水，最终引起死亡。大部分种类的细菌在蜂蜜里会受到抑制和灭杀，这是蜂蜜为何能抗菌治疗感染的原因之一。
美国学者Molan(1992年)用天然蜂蜜和“人造蜂蜜”(糖分比例与天然蜂蜜相同的过饱和糖溶液)作对比研究。发现“人造蜂蜜”(超市蜂蜜、1天水蜂蜜、香精蜂蜜)的抗菌活性远不如天然蜂蜜。这表明蜂蜜的抗菌作用除高渗透作用外，还有其它的抗菌因素，比如蜂蜜的酸性反应及来自蜜蜂和植物花蜜中的杀菌因素。因为蜂蜜中含有一定量的有机酸，如乳酸、草酸、醋酸、以及葡萄糖分解产生的葡萄糖酸等。这些酸的存在使蜂蜜的PH值维持在3.2-4.5之间。但是大多数病原菌仅适宜在PH值在7.2-7.4之间的环境生存。因此蜂蜜的这种酸度足以抑制多种病原菌的生长和繁殖。蜂蜜中含有蜜蜂分泌的唾液，唾液中的溶菌酶和葡萄糖氧化酶都拥有抗菌作用。
溶菌酶主要作用于革兰氏阳性菌，造成细胞壁破裂，引起细菌死亡。葡萄糖氧化酶可以将葡萄糖氧化成葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢分解产生的活性氧是杀死细菌及真菌的重要成分。其中葡萄糖酸是一种有机酸，能够降低胃肠道pH值，刺激胃肠道蠕动，提升胃肠道动力，激活内源酶的活性，有利于食糜与消化酶的均匀混合，提高营养物质利用率。蜂蜜是植物花分泌的蜜汁，因此带有某些植物杀菌物质。主要有：黄酮类化合物，如槲皮素、木犀草素、芹菜素、鼠李素、松属素、短叶松素、高良姜精、柯因等；挥发性物质，如蒎烯、苎烯、桉叶油、芳樟醇、苯甲酸等等。我国学者的相关研究表明：蜂蜜抑菌和杀菌功能随蜜液浓度有所差异，低浓度有抑菌作用，高浓度有杀菌作用。总体说来，蜂蜜抗菌，其作用机理除蜂蜜的渗透性和酸度外，其它两方面的因素根据不同蜂蜜品种，其抗菌物质的种类、含量及抗菌效果有差异，因为各种蜂蜜的植物来源不同造成所含抗菌物质各异，而且它们的抗菌活性受热、光以及贮存时间等因素的影响。
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