近几年来，国内外专家学者对动物微生态制剂的理论基础、动物微生态制剂在动物体内的作用机理进行了广泛的研究。随着微生态学研究的不断深入，人们越来越清楚地认识到动物机体微生态的平衡对维护其机体健康起着非常重要的作用。当前，利用微生物活菌调节畜禽机体微生态平衡，从而保障畜禽的正常生理功能、增强其健康水平、促进畜禽生长，在世界范围内已被广泛关注。
微生态制剂的作用机理主要包括以下几个方面：
1.优势种群学说
正常微生物群与动物和环境之间所构成的微生态系统中，优势种群对整个种群起决定作用。一旦失去了优势种群，则该微生态平衡失调，原有优势种群发生更替，使用饲用微生物添加剂的首要目的在于恢复优势种群。
2.生物拮抗作用
有益微生物在体内对病原微生物有生物拮抗作用，可竞争性抑制病原微生物粘附到肠黏膜上皮细胞，同病原微生物争夺有限的营养物质和生态位点，并将其驱除定植地点，从而不利于病原微生物的生长繁殖。
3.微生物夺氧学说
一些需氧的微生物特别是芽孢杆菌能消耗肠道内氧气，造成局部厌氧环境，有利于厌氧微生物生长，从而使失调菌群恢复正常。
当饲用微生物添加剂中某菌种以孢子状态进入畜禽消化道后迅速生长繁殖，消耗肠内氧气，使局部氧分子浓度下降，从而恢复肠内微生物之间的微生态平衡，达到防病治病、促生长之目的。
4.增强机体的免疫功能
微生态制剂中的有益菌是良好的免疫激活剂。大量研究表明乳酸菌可诱导机体产生TNFa、白细胞介素等细胞因子，通过淋巴循环活化全身的免疫防御系5.产生有益代谢产物及抗菌物质
有益微生物进入肠道后产生乳酸和乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸，降低肠道pH值，抑制致病菌的生长，激活酸性蛋白酶活性。乳酸乳球菌产生乳酸链球菌素，枯草杆菌产生枯草杆菌素等抗菌肽物质。某些益生菌还可合成抗生素、有机酸、H202等物质抑制有害菌的生长，从而起到生物拮抗作用。
6.合成酶类
芽孢杆菌具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性，这些酶类可补充动物机体消化道内源酶的不足，帮助动物机体对营养物质的消化，提高饲料转化率，促进动物生长。
7.营养作用
益生菌（如乳杆菌，双歧杆菌等）能够合成多种维生素如叶酸、烟酸、维生素B1、B2等，促进机体对蛋白质、钙、铁和维生素D的消化吸收，从而起到促进畜禽生长和提高生产性能的作用。8.防止产生有害物质，改善机体环境
当机体内微生态平衡失调时，大肠杆菌比例增高，分解蛋白质产生氨、胺、细菌毒素等有毒物质。微生态制剂可显著降低大肠杆菌、沙门氏菌数量，抑制病原菌，减少蛋白质向胺及氨的转化，使肠内粪便和血液中氨浓度下降，从而降低粪便臭味，改善舍内空气质量，减少机体应激，降低对环境的污染。