Son action est celle d'un agent antimicrobien. Le lysozyme exerce son activité bactéricide en catalysant la rupture des liaisons chimiques entre les sucres peptidoglycanes qui composent la paroi cellulaire des bactéries. En conséquence, il fragilise et lyse la paroi cellulaire bactérienne, ce qui conduit à la mort de la bactérie. 

Outre son rôle dans la défense immunitaire, le lysozyme joue également un rôle dans la digestion en contribuant à la dégradation des parois cellulaires des bactéries présentes dans les aliments. 

Il peut également avoir des effets bénéfiques pour la santé buccale en aidant à maintenir l'équilibre de la flore bactérienne dans la bouche.