Sono stati riconosciuti e identificati diversi enzimi che conferiscono resistenza alla fosfomicina, e ne esistono di codificati sia a livello cromosomico sia a livello plasmidico. Tre di questi enzimi conferenti resistenza alla fosfomicina (denominati FosA, FosB e FosX) sono membri della superfamiglia delle gliossalasi. Questi enzimi funzionano da attacco nucleofilo sul carbonio 1 della fosfomicina, che apre l'anello epossidico e rende inefficace il farmaco. Gli enzimi differiscono per l'identità del nucleofilo utilizzato nella reazione: glutatione per FosA, bacillitiolo per FosB, acqua per FosX. In generale, gli enzimi di FosA e FosX sono prodotti da batteri Gram-negativi, mentre l'enzima FosB è prodotto da batteri Gram-positivi. FosC utilizza ATP e aggiunge un gruppo fosfato alla fosfomicina, alterando così le sue proprietà e rendendo il farmaco inefficace.