Da sein Molekül N-S-Bindungen enthält, übt Kathon seine bakterizide Wirkung aus, indem es die Bindungen in Bakterien- und Algenproteinen aufbricht. Bei Kontakt mit Mikroorganismen wird deren Wachstum schnell gehemmt; Dieser Hemmungsprozess ist irreversibel und führt zum Absterben mikrobieller Zellen. Vor dem Zelltod können mit Kathon-behandelte Mikroorganismen keine Enzyme mehr synthetisieren oder adhäsive Biofilmsubstanzen absondern. Durch das Eindringen in den Biofilm, der an der Oberfläche von Kaltwassersystemgeräten haftet, bekämpft Kathon effektiv die Mikroorganismen unter dem Biofilm.
Als Isothiazolinon-Derivat wurden die Wechselwirkungen von Kathon mit verschiedenen Bakterien ausführlich untersucht. Da es sich um eine heterozyklische Verbindung handelt, ist ihr bakterizider Mechanismus in erster Linie nicht-oxidativ, da sie darauf beruht, dass der aktive Teil des Heterozyklus Wasserstoffbrückenbindungen mit den Basen der DNA in bakteriellen Proteinen bildet, an der Bakterienzelle adsorbiert und dadurch die DNA-Struktur zerstört, wodurch sie sich nicht mehr replizieren kann und zum Zelltod führt.
