头孢菌素是一类广谱半合成抗生素，各代有着相同的母核——由头孢菌素C裂解获得的7-氨基头孢烷酸(7-ACA),但是通过对头孢菌素母核侧链结构的修饰，导致各代头孢的药理作用、抗菌谱以及毒性反应存在差异，其中R1取代基的变异主要改变了化合物对β-内酰胺酶的稳定性和抗菌谱，而R2取代基的改变主要影响药物的药代动力学。
以下是各代各种头孢的详细区别：
- 靠前代：代表药物有头孢唑林、头孢拉定、头孢氨苄、头孢喹啉、头孢噻吩，抗菌谱主要作用于革兰阳性球菌(金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、化脓链球菌)、革兰阴性菌(大肠埃希菌、克雷伯菌杆菌、变形杆菌)具有抗菌活性，而对吲哚阳性变形杆菌、枸橼酸杆菌、假单胞菌、沙雷菌、拟杆菌等无效，适应证轻中度呼吸道感染、尿路感染、皮肤及软组织感染、骨关节感染、妇产科感染疾病的治疗，注射用头孢唑林用于中度感染及敏感菌群的重度感染、孢唑啉也常作为外科手术预防用药。
- 第二代：代表药物有头孢孟多、头孢呋辛、头孢替安、头孢克洛，抗菌谱对革兰阳性球菌有抗菌活性与靠前代相似；革兰阴性杆菌(大肠埃希菌、克雷伯菌属、沙门菌属、志贺菌属、流感嗜血杆菌)具有抗菌活性。
