戊二醛杀灭微生物的机理还不清楚，可能是自由醛基与细胞表面或内部蛋白质或酶的氨基结合而引起一系列的反应，导致微生物的死亡。戊二醛与蛋白质和酶的反应速率取决于溶液的酸碱度，在pH4～9范围内，随着pH值的增加，反应速率增加。
戊二醛具有良好的杀菌效果，2%碱性戊二醛溶液（pH7.2～8.5）作用5min可杀灭细菌繁殖体，作用10min可杀灭各类病毒，作用30min可杀灭真菌和结核分支杆菌，杀灭细菌芽孢需要3h。但干燥细菌对化学消毒剂的抗力明显高于悬液中的细菌，戊二醛也不例外。对干燥枯草杆菌芽孢，2%碱性戊二醛在20℃时达到灭菌需要10h。2%强化酸性戊二醛溶液和2%中性戊二醛也都具有可靠的杀芽孢作用。2%戊二醛溶液浸泡口腔镜7min可使其上的HBsAg 破坏，2%中性戊二醛复方消毒剂作用10min 可使HBsAg破坏。