抗菌药物进入血液循环后，迅速分布至组织和除血以外的体液中，并到达感染部位。一般而言，血供丰富的组织，如肝、肾、肺组织中的药物浓度较高，而在血供差的部位如脑、骨、前列腺等组织中浓度较低。某些部位存在生理屏障，如血脑屏障的存在使大多数药物的脑脊液浓度偏低。各类抗菌药物的分布由于受多种因素的影响，其分布容积(Vd)可相差甚多，在各组织体液中分布的特点也不同。如脂溶性较高的药物，易于穿过细胞膜进入细胞内，而离解度高的水溶性药物则不易穿透生物膜;又如蛋白结合率高的药物或药物相对分子质量较大者亦不易分布至组织体液中，而相对分子质量较小的药物较易分布至组织和进入体腔。一般而言，如某种药物的Vd值>1L/kg时，往往提示该药的组织浓度高于血浓度，在体内分布广泛，有利于组织或感染病灶内细菌的清除。如近年来发展的氟喹诺酮类药物，大多品种的Vd高达2～3L/kg甚或更高，因此以该类药物治疗某些细胞内细菌感染(如伤寒等沙门菌属感染)和细菌性前列腺炎等感染时，均能取得良好疗效。
多数药物不易达到骨、前列腺、脑脊液等组织，但某些药物仍可达到有效药物浓度，其分布特点如下。
1、骨组织
骨科感染性疾病主要有急慢性骨髓炎、化脓性关节炎及硬化性骨髓炎。其致病菌主要为假单胞菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、溶血链球菌及变形杆菌。在治疗骨和关节感染时,宜选用在骨组织和关节腔中能够达有效浓度、细菌不易产生耐药性及毒副作用少的药物。克林霉素、林可霉素、头孢替安、褐霉素、磷霉素、氟喹诺酮类的大多品种，均可在骨组织中达到杀灭病原菌的有效药物浓度，骨组织中药物浓度可达血浓度的0.3～2倍，而大多抗菌药物的骨浓度均很低。因此在治疗骨感染时宜根据病原菌对抗菌药的敏感情况选用上述骨浓度高的药物。
2、前列腺
前列腺感染是临床常见病和多发病,葡萄球菌属是引起该病的主要致病菌。抗菌药物在前列腺组织和前列腺液中浓度大多较低，但氟喹诺酮类、红霉素、SMZ、甲氧苄啶(TMP)、强力霉素、甲砜霉素、复方新诺明、头孢二代、头孢三代、利福平、四环素等可在前列腺液和组织大多可达有效浓度，故前列腺炎者的治疗可根据感染病原种类选用上述药物。
3、脑脊液
中枢神经系统感染是临床上非常危重的病症,早期及时正确地应用抗菌药物治疗是挽救患者生命、减少后遗症的关键。中枢神经系统感染常见的致病菌为脑膜炎双球菌、肺炎球菌、单核李司特菌及流感嗜血杆菌。由于血脑屏障的存在，大多抗菌药物脑脊液中药物浓度低，但某些药物对血脑屏障的穿透性好。脑脊液中药物浓度是否可达有效治疗水平，取决于给药剂量和病原对药物的敏感性。一般而言，当脑脊液药物浓度达到最低杀菌浓度(MBC)10倍时可达杀菌效果。对于成年患者要注意选用易透过血脑屏障和血脑脊液屏障的药物,才能在中枢神经系统中发挥作用。红霉素、林可霉素、氨基糖苷类不易达到中枢神经系统病灶,而氨苄青霉素、青霉素、磺胺药、头孢噻肟、头孢曲松、美洛培南都是治疗中枢神经系统感染的有效抗生素。中枢神经系统感染多为一种细菌的感染,故采用一种有效的抗生素即可。尽量采用杀菌药、静脉给药、剂量宜大。联合用药必须要有明确的指征。中枢神经系统感染也可鞘内给药,但要注意小剂量、低浓度、慢速度逐次给药。
4、浆膜腔和关节腔
抗菌药物全身用药后可分布至各体腔和关节腔中，局部药物浓度可达血浓度的50%～100%。因此除有包裹性积液或脓腔壁厚者外，一般不需腔内局部注入药物。
5、胎儿循环
抗菌药物可穿过血胎盘屏障自母体进入胎儿体内。透过胎盘较多的抗菌药物有氯霉素、四环素、羧苄西林、磺胺药、TMP、呋喃妥因、氧氟沙星等，此类药物的胎儿血药浓度与母血浓度之比可达50%～100%;庆大霉素、卡那霉素、链霉素、红霉素等的比率在30%～50%之间;头孢菌素类、多粘菌素类、苯唑西林、克林霉素等约为10%～15%或更低。妊娠期间应用氨基糖苷类时，药物可经母体进入胎儿体内，损害第八对脑神经，导致先天性耳聋。四环素类尚可引致乳齿及骨骼发育受损，因此妊娠期间应避免应用有损于胎儿的抗菌药物，尤其是对血胎盘屏障通透性高的药物。氟喹诺酮类在体内分布广泛，可有一定量自母体进入胎儿体内，曾发现该类药物可引起幼年动物的软骨损害，且该类药的作用机制为抑制蛋白合成过程中的DNA旋转酶，因此氟喹诺酮类不宜在妊娠期应用
6、胆道
胆系感染是指整个胆道系统的急、慢性炎症病变,多为结石、肿瘤所引起的继发性病变,而炎症又促进了结石的形成和增多,并有较高的病死率(11.8 %) 。正常情况下,胆汁是无菌的。由于胆道与肠道的解剖结构和生理特点决定了胆系感染的途径为肠道的上行感染或门静脉系统及淋巴系统感染。感染胆系的细菌大多数直接从肠道经 Oddi 括约肌反流入胆道,故致病菌与肠道菌丛基本一致,以大肠杆菌为主,其次为假单胞菌、肠球菌、变形杆菌,且常为两种以上的混合感染。厌氧菌感染率比其他部位高51 %左右。选用抗生素时应考虑致病菌种、细菌耐药性、抗生素的抗菌谱及其在胆汁中的浓度等因素,胆汁培养及药物试验具有重要的指导意义。在得到药敏试验结果之前,要选择具有强大抑菌或杀菌力、在胆汁中浓度高、不良反应小的药物。
红霉素等大环内酯类、林可霉素类、利福平、头孢哌酮、头孢曲松等主要或部分由肝胆系统排泄，并有部分药物经胆汁排入肠道后重新吸收入血，形成肠肝循环。上述药物的胆汁浓度均高，可达血浓度的数倍至数十倍;氨基糖苷类和氨苄西林、哌拉西林等在胆汁中亦可达一定浓度，但氯霉素、主要经肾排泄的头孢菌素类如头孢唑啉、头孢他啶等以及万古霉素等则在胆汁中的浓度低。胆道内抗菌药物的浓度会受以下几个因素影响：1)肝功能。 肝功能异常的患者胆汁内抗菌药物浓度一般低于肝功能正常的患者。2)胆管有无梗阻。 胆道梗阻时由于胆道内压力增高，抗菌药物在胆汁内的浓度会相应减少，严重时胆汁内几乎没有抗菌药物。3)给药途径。 大多数抗菌药物注射较口服后胆汁浓度高。