Подавляющее количество соединений, обладающих антибиотической активностью, выделено из микроорганизмов и грибов.
Как определить, что какой-либо организм продуцирует антибактериальные вещества? В начале золотого века антибиотиков это делалось так: определенный штамм бактерий, грибов или плесени помещался на чашку Петри, куда заранее были высеяны лабораторные бактерии на твердую питательную среду. Если через какое-то время хранения этой чашки в благоприятных для тестируемого организма условиях оказывалось, что вокруг него образовалась «плешь», то есть лабораторные микроорганизмы умерли, то подопытный точно вырабатывает бактерицидное вещество. Затем его клетки разрушали и методично анализировали содержимое, в конце концов находя биологически активное вещество.
В наше время стала доступна технология секвенирования — расшифровки генома. С ее помощью можно обнаружить участок ДНК, кодирующий новый антибиотик, аккуратно его вырезать и внедрить в штаммы-продуценты.
Новые вещества, схожие по строению с уже известными, обнаруживаются в высших растениях (класс антибактериальных фитонцидов был открыт в 1929 году) и глубоководных рыбах, которые никогда не болеют опухолевыми заболеваниями. К тому же из-за совершенствования технологий моделирования молекул открываются возможности получения полностью синтетических препаратов. Немаловажно, что полностью сконструированные человеком в лаборатории препараты очистить от бесполезных или токсичных примесей намного труднее, чем природные: организмы чаще всего имеют ферментативную систему для этой цели, тогда как синтетикам приходится довольствоваться лабораторными методами, не обладающими энзиматической селективностью.