Tính axit mạnh của các chất trong dạ dày làm cho dạ dày trở thành môi trường thù địch đặc biệt đối với virus và vi khuẩn. Chỉ có một loài, Helicobacter pylori, có thể tồn tại vĩnh viễn và xâm chiếm niêm mạc dạ dày của con người. Đối với phần còn lại, hầu hết các vi sinh vật ăn vào sẽ bị tiêu diệt nhanh chóng trong vòng vài phút.
Một số nghiên cứu được thực hiện trong ống nghiệm đã chỉ ra rằng, do tác dụng diệt khuẩn rộng và hiệu quả, độ pH phải đặc biệt thấp. Cụ thể, độ pH từ 2.0 trở xuống thường giết chết tất cả vi khuẩn; tuy nhiên, tính axit như vậy chỉ xuất hiện trong dạ dày trong điều kiện nhịn ăn, trong khi sau bữa ăn, sự có mặt của thức ăn (phương tiện chính mà vi khuẩn xâm nhập vào dạ dày) tạm thời làm tăng độ pH lên 4-5.
Yếu tố thời gian cũng phải được xem xét, vì độ pH càng thấp thì càng cần ít thời gian để có được tác dụng diệt khuẩn hoàn toàn và ngược lại. Tuy nhiên, giá trị pH trên 3, 5 có tác dụng diệt khuẩn rất kém, trong khi độ pH trên 4 có tác dụng diệt khuẩn null.
Bằng chứng khoa học gần đây chứng minh rằng hoạt động diệt khuẩn được xác định không chỉ bởi độ axit của dạ dày mà còn bởi pepsin (enzyme phân giải protein liên quan đến tiêu hóa protein). Một số hoạt động của kháng sinh cũng được tác động bởi một số enzyme có trong dịch dạ dày, chẳng hạn như defensin và lactoferrin.
Về mặt vi sinh vật, sự sống sót của các vi sinh vật khác nhau đối với hoạt động diệt khuẩn của dịch dạ dày có thể được ưa chuộng nhờ liên kết với một số thành phần thực phẩm; ví dụ, người ta đã chứng minh rằng độc lực của salmonella cao hơn đáng kể khi được đưa vào kênh tiêu hóa với thực phẩm protein bị ô nhiễm (ví dụ như trứng hoặc thịt).
Rõ ràng, ngay cả việc sử dụng thuốc kháng axit hoặc thuốc ức chế bơm proton, làm giảm pH dạ dày, thúc đẩy sự sống sót của vi khuẩn bên trong dạ dày. Ngoài ra, khi tải lượng vi khuẩn tăng (số lượng vi khuẩn ăn vào), khả năng một số vi sinh vật cũng tăng lên.
Vấn đề độc tố và bào tử cũng phải được xem xét. Chất độc là những chất được sản xuất bởi vi khuẩn hoặc thành phần của chúng, có thể tạo ra thiệt hại (ngộ độc thực phẩm) ngay cả khi vi khuẩn bị tiêu diệt bởi axit dạ dày. Các bào tử là dạng không hoạt động trong đó một số vi khuẩn rút khi điều kiện môi trường không thuận lợi, nhưng sau đó kích hoạt lại ngay khi hoàn cảnh cho phép; Các bào tử Clostridium difficile, ví dụ, vượt quá độ axit dạ dày nguyên vẹn và sau đó nảy mầm trong dạ dày.
So với vi khuẩn, virus thường có khả năng sống sót trong môi trường axit của dạ dày. Không có gì đáng ngạc nhiên, các virus thuộc về Norovirus (virut Norwalk), Rotavirus, Astrovirus và Adenovirus thường liên quan đến sự xuất hiện của các dạng tiêu chảy truyền nhiễm (viêm dạ dày ruột do virus).
