Antibakteriális spektrum: a sztreptomicin-szulfát egy szűk spektrumú aminoglikozid (de az antibakteriális spektrum szélesebb, mint a penicilliné), elsősorban aerob Gram-negatív baktériumok ellen. Jó antibakteriális hatással rendelkezik számos Gram-negatív baktériumra, például Escherichia coli, Pasteurella, Salmonella, Brucella, Proteus stb. ellen. A legtöbb gram-pozitív kokkuszra, például a Staphylococcus aureusra gyenge hatással van. Penicillinnel kombinálva szinergista baktericid hatással rendelkezik, és hatékony a Leptospira ellen is. A Streptococcus, a Pseudomonas aeruginosa és az anaerob baktériumok rezisztensek a sztreptomicin-szulfátra.
A sztreptomicin-szulfát alacsonyabb koncentrációja bakteriosztatikus, a magasabb koncentráció pedig baktericid; gombák, rickettsiák és vírusok ellen hatástalan. Az antibakteriális aktivitás a gyenge lúgos (pH7,8) környezetben a legerősebb, savas (pH6 alatti) környezetben az aktivitás csökken. A baktériumok könnyen rezisztenciát fejleszthetnek ki a sztreptomicin-szulfátnak való kitettség után, amely gyorsabban hat, mint a penicillin, és rövid idő alatt magas rezisztenciát érhet el. Mivel a sztreptomicin-szulfátot hosszú ideje széles körben használják az állatklinikákon, a gyógyszerrezisztens kórokozók széles körben elterjedtek, és van némi keresztrezisztencia a kanamicinnel és a gentamicinnel. Az antibiotikumokkal és a gentamicinnel szemben rezisztens baktériumok a sztreptomicin-szulfáttal szemben is rezisztensek; de a sztreptomicinnel szemben rezisztens baktériumok továbbra is érzékenyek a gentamicinnel és a kanamicinnel szemben. A legtöbb klinikai törzs rezisztens a plazmidok által kódolt enzimekkel szemben, és a plazmidokon lévő sztreptomicinrezisztencia-gének gyakran kapcsolódnak szulfonamid-, ampicillin- és tetraciklinrezisztencia-génekhez. Ezért a sztreptomicin-szulfátot gyakran kombinálják más antibakteriális gyógyszerekkel, hogy megakadályozzák a patogén baktériumok kromoszómális mutációval szembeni rezisztenciáját.
