Poiché la sua molecola contiene legami N-S, Kathon esercita il suo effetto battericida rompendo i legami nelle proteine batteriche e algali. A contatto con i microrganismi ne inibisce rapidamente la crescita; questo processo di inibizione è irreversibile e porta alla morte delle cellule microbiche. Prima della morte cellulare, i microrganismi trattati con Kathon-non possono più sintetizzare enzimi o secernere sostanze adesive del biofilm. Penetrando nel biofilm che aderisce alla superficie delle apparecchiature del sistema di acqua fredda, Kathon controlla efficacemente i microrganismi sotto il biofilm.
Essendo un derivato dell'isotiazolinone, le interazioni di Kathon con vari batteri sono state ampiamente studiate. Essendo un composto eterociclico, il suo meccanismo battericida è principalmente non-ossidativo e si basa sulla porzione attiva dell'eterociclo per formare legami idrogeno con le basi del DNA nelle proteine batteriche, adsorbendosi sulla cellula batterica e quindi distruggendo la struttura del DNA, rendendola incapace di replicarsi e portando alla morte cellulare.
