溶菌酶专门攻击细菌的细胞壁，细菌细胞壁主要由肽聚糖构成，而人类细胞膜是多层脂质结构。当溶菌酶遇到细菌时，会分解肽聚糖中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺，让细菌细胞壁出现小孔，水分进入导致细菌破裂死亡。但人类细胞膜外有角质层保护，内部还有弹性蛋白层，溶菌酶无法穿透这层复合结构。

溶菌酶只破坏3-5纳米厚的肽聚糖层，而人类细胞膜总厚度超过7纳米，其中脂质双层占6-7纳米（数据来源：《生物化学原理》第5版）。实验显示，当溶菌酶浓度达到0.01M时，细菌死亡率为95%，但同样浓度下对人类红细胞存活率仍超过99.9%（数据来源：《酶学应用》2020年研究）。人类细胞膜含有胆固醇和磷脂，形成动态屏障，溶菌酶的碱性环境（pH8.0-10.0）反而会与细胞膜中的脂肪酸结合，形成稳定保护层。溶菌酶穿透时间超过30分钟，而人类细胞膜在10分钟内就能完成离子交换修复机制。