自上世纪60年代初，第一代头孢头孢氨苄、头孢拉定、头孢唑啉钠等开始上市，它弥补了青霉素类药物不耐酶的缺点，对革兰氏阳性菌杀菌作用强，对革兰氏阴性菌作用较差，从此这一大家族开始在医药市场崭露头角。

但第一代头孢依旧有缺点，不耐受β-内酰胺酶，毒副反应较多，并普遍存在肝肾毒性。所以在一代头孢基础上，二代头孢的研发应运而生。

临床应用的第二代头孢类，目前品种还不少，包括头孢西丁、头孢呋辛、头孢克洛等，依旧保持其耐酶性，而且对β-内酰胺酶的耐受性比一代头孢强，抗菌谱范围扩大，用于治疗革兰氏阳性菌感染和部分革兰氏阴性菌感染，肝肾毒性副作用比第一代头孢减小。

之后，三代头孢也慢慢发展起来，包括头孢哌酮、头孢唑肟、头孢噻肟钠、头孢他啶、头孢三嗪等，目前是临床上应用范围最广的头孢类。

与第一、二代头孢相比，三代头孢抗菌作用更强，对β-内酰胺酶更稳定，抗菌谱范围再次扩大，对革兰氏阴性菌作用明显强于一、二代，但对革兰氏阳性菌作用减弱。

目前，临床上头孢已经发展到第五代，包括头孢吡肟、头孢匹罗、头孢洛林等，第四、五代头孢的抗菌作用比前三代相比，作用更强，不易被β-内酰胺酶分解，同时革兰氏阴性菌的作用进一步增强，另外，对革兰氏阳性菌作用效果也不错，不易产生耐药性，且肾毒性低于前三代。

第四、五代头孢对大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌的抗菌效果也较好，对肠杆感染菌的杀灭作用，明显超过第三代头孢菌。四、五代头孢是特殊使用级抗菌药物，为防止细菌耐药性的产生，并未广泛应用，仅用于各种严重感染难治性感染。