临床上异烟肼是目前抗结核药物中最强的杀菌药物，但是却对其他细菌几乎没有作用，其目前考虑异烟肼杀菌的机制，主要是抑制敏感细菌分支菌酸的合成而使结核分枝杆菌细胞壁破解。
从毒性作用看，慢灭活者有80%发生多发性神经炎（polyneuritis），而快灭活者仅20%有此副作用。这是由于异烟肼在体内可与维生素B6反应，使后者失活，从而导致B6缺乏性神经损害，故一般服异烟肼需同时服用B6可消除此种副作用。
此外，服用异烟肼后有个别人可发生肝炎，甚至肝坏死。