卡那霉素属于氨基糖苷类抗菌药，其作用机制和抗菌谱与其他氨基糖苷类抗生素相似。通过干扰细菌蛋白质合成过程，致使合成异常的蛋白质、阻碍已合成的蛋白质释放。另外还可使细菌细胞膜通透性增加导致一些重要生理物质的外漏，最终引起细菌死亡。对大多数革兰氏阴性杆菌如大肠杆菌、变形杆菌、沙门氏菌和多杀性巴氏杆菌等有强大抗菌作用，对金黄色葡萄球菌和结核杆菌也较敏感。铜绿假单胞菌、革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌除外）、立克次体、厌氧菌和真菌等对本品耐药。
与链霉素相似，敏感菌对卡那霉素易产生耐药。与新霉素存在交叉耐药性，与链霉素存在单向交叉耐药性。大肠杆菌及其他革兰氏阴性菌易产生获得性耐药。
内服很少吸收，大部分以原形由粪便排出。肌内注射吸收迅速，0.5～1.5小时达血药峰浓度，广泛分布于胸水、腹水和实质器官中，但很少渗入唾液、支气管分泌物和正常脑脊液中。在胆汁和粪便中浓度很低。主要通过肾小球滤过排泄，注射剂量40％～80％以原形从尿中排出，山羊一次肌内注射75mg双击查看原图后2小时，尿中浓度可达8300μg/ml。乳汁中可排出少量药物。肌内注射后，卡那霉素在马、水牛、黄牛、奶山羊和猪体内的半衰期分别为2.3、2.3、2.8、2.2和2.1小时。
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