Yarim sintetik aminoglikozid guruhiga kiruvchi keng ta’sir doirasiga ega bakteritsid antibiotik. Mikroorganizmlarning ribosomasidagi 30S subbirligiga bog‘lanib, oqsil sintezini buzadi va transport va informatsion RNK kompleksining hosil bo‘lishiga to‘sqinlik qiladi, natijada genetik kodning noto‘g‘ri o‘qilishi va nofaol oqsillar hosil bo‘lishi sodir bo‘ladi; poliribosomalar parchalanib, oqsil sintez qilish qobiliyatini yo‘qotadi. Netilmitsin quyidagi mikroorganizmlarga nisbatan in vivo sharoitida yuqori faollikka ega: Escherichia coli, Enterobacter spp., Citrobacter spp., Klebsiella spp., Neisseria gonorrhoeae, Proteus spp. (indol-ijobiy va indol-salbiy shtammlar, shu jumladan Proteus mirabilis, Proteus morganii, Proteus vulgaris), Providencia rettgeri, Pseudomonas aeruginosa, Serratia spp.. In vitro sharoitida Netilmitsin quyidagilarga qarshi ham faol: Haemophilus influenzae, Salmonella spp., Shigella spp., Staphylococcus spp. (penitsillinaz hosil qiluvchi va hosil qilmaydigan shtammlar, shu jumladan metitsillinga chidamli shtammlar), ba'zi Providencia spp., Acinetobacter spp., Aeromonas spp. ga nisbatan. Boshqa aminoglikozidlarga, masalan, kanamitsin, gentamitsin, tobramitsin va sizomitsinga chidamli mikroorganizmlarning ko‘plab shtammlari in vitro sharoitida Netilmitsinga sezgir. Netilmitsinning penitsillinlar bilan kombinatsiyasi ba'zi Enterococcus faecalis shtammlariga, karbenitsillin yoki tikartsillin bilan kombinatsiyasi esa ko‘plab Pseudomonas aeruginosa shtammlariga nisbatan sinergik ta’sir ko‘rsatadi. Serratia spp. shtammlari, ko‘plab antibiotiklarga chidamli bo‘lsa ham, Netilmitsinning azlotsillin, mezlotsillin, tsefamandol, tsefotaksim bilan kombinatsiyasiga sezgir.