目前已阐明了部分MT耐药的分子机制，发现耐利福平（RFP）是由于其靶分子RNA聚合酶p亚单位的编码基因rpoB突变所致；耐异烟肼（1NH）与过氧化物酶的编码基因katG或烯酰基还原酶编码基因inhA操纵子或烷基过氧化氢酶编码基因ahpC操纵子或9-酰基酮酰基载体蛋白合成酶编码基因kasA改变有关；耐吡嗪酰胺（PZA）是由于其吡嗪酰胺酶编码基因pncA突变所致；耐乙胺丁醇（EMB）与阿拉伯糖基转移酶的编码基因embABC操纵子突变有关；耐链霉素（SM）是由于其核糖体蛋白S12编码基因rpsL和16SrRNA编码基因rrs突变所致；耐喹诺酮类药物主要是由于其DNA旋转酶A亚单位编码基因gyrA或B亚单位编码基因gyrB突变所致。因此，应用各种基因突变分析技术检测耐药基因突变，即可检出耐药的MT。但约5％～40％的耐药分离株未能检测出耐药基因突变，说明还存在其他的耐药机制有待研究。其他抗结核药物（如环丝氨酸D、大环内酯类药物、乙硫异烟胺等）的耐药分子机制尚在研究之中。