虽然除草剂千差万别，但究其杀草原理确很有规律可寻，按照杀草原理，它们可以分为四类：影响光合作用的除草剂，影响以氨基酸、脂肪酸为主的有机化合物合成及代谢的除草剂，影响细胞分裂和植物生长的除草剂，杀草原理仍未搞清楚的除草剂。了解除草剂的杀草原理可以使我们更好地在化学除草时，轮用不同杀草原理的除草剂，防止杂草抗药性的形成。研发新型除草剂和耐除草剂作物更需要对现有除草剂的杀草原理、在植物中的作用部位及化学分类有个完全系统的了解。了解除草剂的作用原理还有助于利用除草剂抑制酶的特性，来探明植物的生理生化过程。本文在综合国际除草剂抗性行动委员会和美国杂草学会对除草剂分类的基础上，将除草剂的杀草原理、在植物中的作用部位及它们的化学分类概述如下。文中英文大写子母加数字是国际植保协会除草剂抗性行动委员会分类的类别;括号中的数字是美国杂草学会分类的类别。各类除草剂对植物的影响或药害症状可参阅本网站的除草剂药害症状网页。

一. 除草剂影响光合作用及与光系统有关的生理生化过程

植物的光合作用是通过第一和第二光系统完成的，叶绿素必不可少，类胡萝卜素对叶绿素具有保护作用。一些除草剂可以直接影响光合作用的第一或第二光系统，阻止电子传递，进而干扰二氧化碳的固定、ATP的合成，从而抑制植物的光合作用并同时产生对植物有害的活性分子，导致植物死亡。另一些除草剂能够影响叶绿素生物合成中的原还原卟啉氧化酶，使该酶的催化产物大增，同时产生大量的有害的活性分子，这些活性分子攻击蛋白质和脂肪分子，使叶绿素、类胡萝卜素、细胞膜受到破坏，导致植物死亡。具有漂白作用的除草剂能够抑制类胡萝卜素生物合成过程中的酶，植物失去了合成类胡萝卜素的能力也就失去了保护叶绿素的能力，叶绿素被分解而使植物变成白色死亡。以下是这一类除草剂的分类：首先是除草剂的作用部位，在同一作用部位的基础上，进一步分成不同的化学家族，然后是具体的除草剂。

二. 除草剂影响氨基酸、脂肪酸等有机化合物的合成及代谢

植物依靠自身来合成氨基酸和许多其他的有机化合物，而这些化合物是植物必不可少的。它们的生物合成都是通过酶催化完成的，比如乙酰辅酶A羧化酶是脂肪酸合成的重要酶，乙酰乳酸合成酶是分支氨基酸合成的一个重要的酶，5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶是芳族氨基酸合成的一个重要的酶。一些除草剂就是利用这些酶对植物的重要性，而把这些酶当作目标进行攻击，抑制酶的功能，使植物不能合成其必需的化合物而死亡。另一些除草剂干扰植物的正常代谢，比如草氨膦抑制谷氨酰胺合成酶而使植物氨代谢紊乱直至氨中毒死亡，二硝基酚类除草剂能够干扰植物氧化磷酸化而起到杀死杂草的作用。