迷迭香酸具有广谱抗微生物活性，对细菌和真菌均有抑制作用。

迷迭香酸对枯草杆菌、藤黄细球菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及立枯丝球菌等细菌有明显的抑制作用。Neusa等发现迷迭香酸可抑制龋齿链球菌、变异链球菌的生长和生物膜形成，降低它们的葡萄糖基转移酶活性，表明迷迭香酸可用于口腔疾病的预防、治疗。迷迭香酸的抗菌作用机制研究表明：迷迭香酸一方面可增大细菌细胞膜的通透性，造成糖类、蛋白质大量渗漏,影响细菌正常代谢；另一方面也可影响细菌的蛋白代谢，对TaqDNA聚合酶亦有抑制作用。郭道森等就迷迭香酸对不同植物病原真菌菌丝生长和孢子萌发的抑制活性进行了研究，发现迷迭香酸对番茄灰霉病菌、芒果灰斑病菌、柑桔青霉和梨黑斑病菌菌丝生长抑制作用较强，对梨黑斑病菌孢子萌发抑制作用最强。迷迭香酸对革兰氏阴性细菌大肠杆菌和革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌均有抗菌活性，但金黄色葡萄球菌对迷迭香酸的敏感性明显高于大肠杆菌。

实验结果还表明，迷迭香酸可显著增加细菌细胞膜的通透性，加速糖类和蛋白质的渗漏，使细胞代谢发生紊乱；迷迭香酸还能影响细菌蛋白质代谢，比较迷迭香酸处理前后金黄色葡萄球菌菌体总蛋白可知，迷迭香酸的处理促进了细菌代谢过程中某些蛋白的降解，或短期内促进某些应激蛋白的合成。至于迷迭香酸作用于何种具体蛋白，尚待进一步确定。从迷迭香酸与质粒DNA的相互作用实验结果可知，迷迭香酸与DNA没有相互作用，由此可推测它与聚合酶链式反应体系中的引物也不能结合，迷迭香酸对聚合酶链式反应的抑制是因为该化合物抑制了DNA聚合酶结合的活性，从而抑制了DNA的复制。综上所述，迷迭香酸对细菌的细胞膜的通透性、蛋白质代谢和DNA复制都有一定的影响，从而发挥了其抑菌作用。