鏈霉素毒性反應的機制是是作用于細菌體內的核糖體，抑制細菌蛋白質合成，并破壞細菌細胞膜的完整性，包括耳毒性、腎毒性、神經肌肉毒性、過敏反應。用氯化鈣解救的原理是鏈霉素能引起過敏性休克和阻滯神經肌肉沖動傳導，而鈣制劑具有拮抗作用。具體情況如下：
1、耳毒性：毒副作用主要損害第八對腦神經（位聽神經），中毒癥狀為眩暈、平衡失調和耳鳴、耳聾等。可引起機體嚴重的、不可逆的聽力喪失。有些人對鏈毒素耳毒性特別易感，并且這種易感性可由遺傳而獲得。
2、腎毒性：藥物引起的腎臟毒性反應。腎毒性臨床表現輕重不一，最早癥狀可為蛋白尿和管型尿，繼而可發生氮質血癥、腎功能減退，嚴重時可出現急性腎衰和尿毒癥等。腎毒性可為一過性，也可為永久性損傷。
3、神經肌肉毒性：神經中毒會出現頭暈、頭疼等癥狀。如果中樞神精系統中毒會導致眼肌和咽肌癱瘓。其主要癥狀有昏迷、心律加快等。醫院檢查時會出現肝功能異常，尿檢會也發現有輕度的腎、肝的損傷，白細胞明顯增多。
4、過敏反應：鏈霉素的過敏反應主要表現在常見的瘙癢、皮疹或者存在紅腫等過敏情況，更為嚴重的有可能會出現剝脫性皮炎、過敏性休克的情況。
5、因為鈣離子可與鏈霉素結合，而使中毒現象減輕或消失，鏈霉素能與突觸前膜上的鈣結合部位結合，從而阻斷乙酰膽堿的釋放，而使中毒現象減輕或消失。氯化鈣就是通過這一原理從而拮抗鏈霉素引起的肌肉麻痹的作用。