ประสิทธิภาพของน้ำยาฆ่าเชื้อต้องวัดจากปัจจัยหลักสามประการ ได้แก่ ความเข้มข้น เวลา และอุณหภูมิ เป็นที่พึงปรารถนาที่จะทราบความเข้มข้นขั้นต่ำที่น้ำยาฆ่าเชื้อจะมีประสิทธิภาพ น้ำยาฆ่าเชื้อบางชนิด เช่น ฟีนอลจะสูญเสียฤทธิ์ไปอย่างรวดเร็วเกินกว่าการเจือจางที่แน่นอน ในขณะที่การเตรียมสารปรอทยังคงยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่การเจือจางที่สูงมาก เวลาที่น้ำยาฆ่าเชื้อออกฤทธิ์ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของมัน แต่ความเร็วที่น้ำยาฆ่าเชื้อต่างๆ ฆ่าแบคทีเรียจะแตกต่างกันไปมาก สุขอนามัย ดังนั้นฮาโลเจน (เช่น เกลือไอโอดีนและคลอรีน) จะออกฤทธิ์เร็ว ในขณะที่ปรอท สารประกอบของโลหะหนัก และสีย้อมจะออกฤทธิ์ช้า น้ำยาฆ่าเชื้อส่วนใหญ่ออกฤทธิ์ได้เร็วกว่าภายใต้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น กิจกรรมของอนุพันธ์น้ำมันถ่านหินเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่ออุณหภูมิในห้องเย็นเพิ่มขึ้นเป็นความร้อนในร่างกาย น้ำยาฆ่าเชื้อจำนวนมากทำลายจุลินทรีย์บางชนิดและไม่ทำลายจุลินทรีย์บางชนิด อีกหลายชนิดจะฆ่าแบคทีเรียแต่ฆ่าสปอร์ไม่ได้ ซึ่งมีผนัง มักจะอยู่เฉยๆ เป็นตัวสืบพันธุ์