梅毒螺旋体的复制周期为30～33小时，对青霉素非常敏感，一般认为青霉素浓度超过0.03单位/ml可杀灭梅毒螺旋体，但这一浓度需要至少保持7～10日，青霉素有效血清浓度为0.016～1.0单位/ml，增加浓度可提高疗效，但超过上述有效浓度范围将不再提高疗效。

在晚期梅毒，螺旋体处于相对不活动状态，分裂繁殖一带需要更长时间，故只有延长疗程，才可能提高疗效。水剂青霉素的半衰期仅为半小时，很难维持血液有效浓度，应用水剂青霉素治疗、疗程不足和疗程不规则常导致三期梅毒发生，故不主张用水剂青霉素治疗神经梅毒以外的各期梅毒。

长效青霉素如苄星青霉素和普鲁卡因青霉素肌注后，在组织中形成储药库，在12小时至数日内缓慢释放出青霉素被机体吸收，保持有效血液和组织药物浓度，是治疗梅毒的理想药物。