Mënyra e veprimit është frenimi i sintezës së proteinave duke u lidhur me nën-njësinë ribozomale 30S të mikroorganizmave të ndjeshëm ndaj
oksitetraciklinë, në këtë mënyrë
duke parandaluar lidhjen midis ribozomeve dhe aminoacil-tRNA-së. Besohet gjithashtu se oksitetraciklina lidhet në mënyrë të kundërt me ribozomet 50S dhe ndryshon përshkueshmërinë e membranës citoplazmatike të mikroorganizmave të ndjeshëm. Oksitetraciklina, në përqendrime të larta, gjithashtu mund të pengojë sintezën e proteinave në qeliza.