ยาปฏิชีวนะผลิตในระดับอุตสาหกรรม จะผ่านกระบวนการหมักที่เพาะเลี้ยงจุลินทรีย์ต้นผลิตในภาชนะขนาดใหญ่ (100,000-150,000 ลิตรหรือยิ่งกว่า) ที่มีอาหารเลี้ยงเชื้อปัจจัยต่าง ๆ เช่นออกซิเจน อุณหภูมิ พีเอช และสารอาหาร ต้องอยู่ในระดับที่เหมาะที่สุด ซึ่งต้องคอยตรวจตราและปรับปรุงถ้าจำเป็นเนื่องจากยาปฏิชีวนะเป็นสารเมแทบอไลต์ทุติยภูมิ (secondary metabolite) ขนาดประชากรของจุลินทรีย์ต้องควบคุมอย่างระมัดระวัง เพื่อให้ได้ผลผลิตระดับสูงสุดก่อนที่จุลชีพจะตายต่อจากนั้น ก็ต้องสกัดยาปฏิชีวินะแล้วทำให้บริสุทธิ์ ไปเป็นสารผลึกซึ่งจะเป็นเรื่องง่ายถ้ายาละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ได้แต่ถ้าไม่ได้ ก็จะต้องสกัดออกโดยวิธีการแลกเปลี่ยนไอออน (ion exchange) การดูดซับ (adsorption) หรือการตกตะกอน (precipitation)