A rifaximina tem um largo espectro antimicrobiano contra a maioria das bactérias Grampositivas e negativas, aeróbicas e anaeróbicas, incluindo espécies produtoras de amônia.
A rifaximina pode inibir a divisão de bactérias desaminadoras de ureia, reduzindo assim a produção de amônia e outros compostos que se acreditam serem importantes na patologia da encefalopatia hepática.
O desenvolvimento de resistência à rifaximina deve-se principalmente a uma alteração cromossômica reversível no gene rpoB, que codifica a RNA polimerase bacteriana.