Penisilin mempunyai struktur dasar yang terdiri inti penisilin yaitu asam 6-aminopenisilanat (6-APA) dan rantai samping.Inti penisilin merupakan hasil kondensasi cincin thiazolidin dan cincin β-laktam
Variasi struktur rantai samping akan membedakan jenis penisilin satu dengan yang lainnya dan akan mempengaruhi spektrum antibakterinya (Vandamme dan Voets, 1974).
Pada tahun 1929, Fleming melaporkan pengamatan bahwa koloni stafilokokus mengalami lisis pada lempengan yang telah dikontaminasi dengan suatu jamur Penisilium notatum.Usahanya untuk mengekstrasi zat bakteriolitik tersebut mengalami kegagalan, tetapi pada tahun 1940, Chain,Florey, dan rekannya berhasil memproduksi penisilin yang pertama dari pembenihan Penisillium notatum. Pada tahun 1949, telah tersedia penisilin G untuk pemakaian klinik dalam jumlah yang tidak terbatas (Bertram, 1998).
Dua pembatas utama untuk penisilin G adalah kepekaannya terhadap penghancuran oleh beta-laktamase (penisilinase) dan tidak aktif secara relatif terhadap kebanyakan bakteri gram negatif. Suatu riset untuk mengatasi kendala tersebut yang diorganisasi oleh Chain, Rolinson, dan Batchelor dalam tahun 1957 menghasilkan isolasi asam 6-aminopenisilanat dalam jumlah besar.Jadi, mulai pengembangan rangkaian penisilin semisintetik. Hal ini menghasilkan obat dengan pola selektif yang resisten terhadap beta-laktamase, stabil pada pH asam, dan aktif terhadap bakteri gram positif maupun gram negatif (Bertram G. katzung, 1997)
Penisilin semisintetik diperoleh dengan cara mengubah struktur kimia Penisilin alam atau dengan cara sintesis dari inti Penisilin. Beberapa Penisilin akan berkurang aktivitas mikrobanya dalam suasana asam sehingga Penisilin kelompok ini harus diberikan secara parenteral. Penisilin lain hilang aktivitasnya bila dipengaruhi enzim Betalaktamase (Penisilinase) yang memecah cincin Betalaktam.
