Начинот на дејство е инхибиција на синтезата на протеини преку врзување за 30S рибозомска подгрупа на микроорганизми кои се подложни на
окситетрациклин, со што
спречување на врската помеѓу рибозомите и аминоацил-тРНК. Исто така, се верува дека окситетрациклинот се поврзува обратно со 50S рибозомите и ја менува пропустливоста на цитоплазматската мембрана на чувствителните микроорганизми. Окситетрациклинот, при високи концентрации, исто така може да ја инхибира синтезата на протеини во клетките.