La ticarcillina è in grado di provocare la morte del batterio per inibizione della formazione dei legami crociati nel peptidoglicano durante la divisione batterica, quando avviene la sintesi della parete batterica. Come per altri antibiotici appartenenti alle penicilline, la ticarcillina contiene l'anello β-lattamico che può essere idrolizzato ad opera dell'enzima beta-lattamasi. I batteri che esprimono questo enzima sono di conseguenza resistenti alla ticarcillina. Per questo motivo, i farmaci contenenti questo antibiotico, sono spesso accompagnati dalla presenza di acido clavulanico, inibitore dell'enzima beta-lattamasi, che impedisce l'idrolisi dell'anello β-lattamico vanificando la resistenza batterica a questo antibiotico.