天然青霉素是一种有机弱酸，常用钾盐或钠盐，易溶于水。其酰胺键易被水、酸、碱、重金属离子、青霉素酶等分解而失效。在室温下，其水溶液不稳定，抗菌活性迅速下降，至生成有抗原性的降解产物。青霉素应临用前配制。干粉可保存2年。

天然青霉素从青霉菌培养液中获得，其中以青霉素G性质稳定,疗效好,是临床治疗敏感菌感染的首选药。

天然青霉素生产可分为菌种发酵和提取精制两个步骤。①菌种发酵：将产黄青霉菌接种到固体培养基上，在25℃下培养7～10天，即可得青霉菌孢子培养物。用无菌水将孢子制成悬浮液接种到种子罐内已灭菌的培养基中，通入无菌空气、搅拌，在27℃下培养24～28h,然后将种子培养液接种到发酵罐已灭菌的含有苯乙酸前体的培养基中，通入无菌空气,搅拌，在27℃下培养7天。在发酵过程中需补入苯乙酸前体及适量的培养基。②提取精制：将青霉素发酵液冷却，过滤。滤液在pH2～2.5的条件下,于萃取机内用醋酸丁进行多级逆流萃取,得到丁酯萃取液，转入pH7.0～7.2的缓冲液中，然后再转入丁酯中，将此丁酯萃取液经活性炭脱色，加入成盐剂，经共沸蒸馏即可得青霉素G钾盐。青霉素G钠盐是将青霉素G钾盐通过离子交换树脂（钠型）而制得。