Po raz pierwszy działanie to udowodnił Penfold, który w latach 20. XX wieku przeprowadził pionierskie badania potwierdzające jego antyseptyczne właściwości. Swoje badania oparł na metodzie, która polegała na pomiarze współczynnika, który oznacza aktywność przeciwbakteryjną w odniesieniu do fenolu, czyli składnika, który jest standardową substancją o działaniu przeciwdrobnoustrojowym. Pierwsze wyniki świadczące o aktywności przeciwdrobnoustrojowej zostały opublikowane już w 1930 roku.

Jeśli chodzi o metodę badawczą należącą do dziedziny mikrobiologii medycznej potwierdzającej aktywność przeciwdrobnoustrojową olejku, dominującą jest wyznaczanie wartości MIC (ang. Minimal Inhibitory Concentration). Są to pewnego rodzaju wystandaryzowane techniki rozcieńczeniowe, które są cenną informacją na temat aktywności przeciwdrobnoustrojowej olejków eterycznych. Analizując dane, niskie wartości MIC wskazują na wysoką aktywność dezynfekcyjną olejku. Okazało się, że olejek z drzewa herbacianego wykazuje wyższą aktywność przeciw bakteriom Gram-dodatnim w porównaniu do bakterii Gram-ujemnych oraz wyższą aktywność przeciw bakteriom tlenowym w porównaniu do bakterii beztlenowych. Okazało się także, że drożdżopochodne grzyby Saccharomyces cerevisiae, Malassezia furfur i grzyby z rodzaju Candida, a także szczepy Staphylococcus aureus są wrażliwe na działanie olejku eterycznego z drzewa herbacianego. Co ciekawe, olejek eteryczny z drzewa herbacianego wykazuje synergistyczne działanie w połączeniu z innymi substancjami. Stosując metodę dyfuzyjno-krążkową, okazało się, że przeciwdrobnoustrojowe działanie olejku wspomagają olejki: paczulowy, lawendowy, cytrynowy, geraniowy.

Kunicka-Styczyńska również wykonała badania, w których oceniono skuteczność hamowania wzrostu szczepów Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Candida spp. i Aspergillus niger w emulsji kosmetycznej w przypadku stosowania dodatku do produktu różnych substancji konserwujących o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych. Okazało się, że lepsze właściwości wspomagające działanie konserwantu wykazuje połączenie środka konserwującego z olejkiem eterycznym, takim jak olejek lawendowy czy cytrynowy.

Z różnych wyników badań naukowych wynika, że olejek eteryczny z drzewa herbacianego daje wiele możliwości oraz otwiera szerokie perspektywy do dalszych badań nad wykorzystaniem tej substancji w farmacji i medycynie. Może być pomocny w przypadku rozwiązania problemu lekooporności drobnoustrojów. Wiele możliwości także niesie to, iż olejek ten wykazuje synergistyczne działanie z innymi olejkami lub substancjami. Jest to antyseptyk o bardzo silnym działaniu, co powinno być z powodzeniem wykorzystanie do prowadzenia kolejnych badani in vitro.