Resistensi antibiotik terjadi ketika mikroorganisme seperti bakteri mengembangkan kemampuan untuk menahan efek antibiotik baik sebagian atau seluruhnya. Bakteri dapat memperoleh resistensi terhadap antibiotik ini secara langsung melalui fenomena alam atau secara tidak langsung melalui stresor lingkungan. Salah satu pemicu stres tersebut, penyalahgunaan antibiotik oleh pekerja medis dan pasien, telah menyebabkan peningkatan prevalensi bakteri resisten.
Mikroorganisme menunjukkan resistensi terhadap antibiotik jika mereka telah memperoleh kemampuan melalui cara evolusi seperti seleksi alam, khususnya melalui transfer antara bakteri dari gen yang diubah yang bertanggung jawab untuk resistensi antibiotik. Varian genetik yang sudah ada pada bakteri resisten dapat ditransfer ke keturunan bakteri yang bermutasi ini. Mutasi genetik acak juga dapat diperkenalkan melalui transfer gen horizontal, suatu tindakan gen yang melibatkan bakteri yang bukan merupakan keturunan satu sama lain. Bakteri yang membawa lebih dari satu gen resisten dianggap multiresisten dan biasanya disebut sebagai superbug. Ketika bakteri terpapar antibiotik, bakteri normal mati dan meninggalkan bakteri resisten antibiotik, yang kemudian dapat berkembang biak dengan cepat dan muncul sebagai strain dominan.
Penggunaan antibiotik secara ekstensif dalam pengobatan telah dikaitkan dengan peningkatan jumlah kasus resistensi antibiotik. Resep antibiotik yang tidak tepat atau tidak perlu oleh dokter dan penggunaan antibiotik yang salah oleh pasien yang tidak menggunakannya sesuai resep atau yang bersikeras meminum antibiotik untuk infeksi non-bakteri adalah penyebab utama resistensi antibiotik. Pasien yang tidak menyelesaikan seluruh pengobatan antibiotik seperti yang ditentukan meningkatkan kemungkinan terjadinya resistensi antibiotik. Antibiotik hanya memerangi infeksi bakteri, dan dokter yang salah mendiagnosis infeksi virus atau infeksi non-bakteri lainnya dan meresepkan antibiotik semakin meningkatkan kemungkinan munculnya strain bakteri yang resisten. Faktor-faktor seperti itu yang termasuk dalam lingkup kedokteran manusia telah berkontribusi secara signifikan terhadap munculnya dan bertahannya bakteri resisten dan superbug yang mengancam jiwa.
Antibiotik tidak terbatas pada penggunaan manusia dan dapat ditemukan pada hewan yang dimaksudkan untuk konsumsi manusia atau yang bersentuhan dengan manusia. Pakan hewan mungkin mengandung antibiotik untuk tujuan mendorong pertumbuhan hewan, dan praktik semacam itu meningkatkan risiko paparan manusia terhadap superbug dan resistensi antibiotik lainnya. Pemberian antibiotik pada hewan yang tidak memiliki penyakit lebih lanjut mendorong penyebaran bakteri resisten. Kemungkinan penyebaran strain bakteri dengan resistensi antibiotik meningkat ketika manusia mengkonsumsi daging yang terkena, terutama jika mentah atau setengah matang, atau bersentuhan dengan hewan yang membawa bakteri resisten.