抗逆转录病毒疗法失败的主要原因之一是耐药毒株的形成。如果对几类药物都有抗药性的话，可供选择的治疗方案便会受限，而之后的疗法，或是所谓的急救治疗方案，都可能效果不长。
耐药毒株的快速形成与HIV的高速复制分不开，每天几乎有1千万个新的病毒颗粒产生(Perelson 1996)；而同时HIV的逆转录酶有着异常高的错误率，也是导致耐药毒株产生的原因。如此即使没有接受药物治疗，病毒依然会有很高的突变率，新的毒株不断出现。当接受抗逆转录病毒治疗时，耐药的毒株便作为优势种被筛选出来。 (Drake 1993).
耐药的机制
核苷类逆转录病毒抑制剂（NRTIs）: 核苷与核苷类似物只是药物前体，被三磷酸化后才生效。其中核苷类似物只需要两步磷酸化过程。磷酸化后的NRTIs与自然生成的三磷酸脱氧核苷发生竞争，与前病毒DNA结合，从而前病毒DNA的进一步延长，使得DNA链中断。
有两种主要的生化机制可导致NRTI 发生耐药(De Mendoza 2002)。空间抑制是由突变引起的，这种突变使得逆转录酶能够识别NRTI和脱氧核苷酸的结构差异，这样NRTI与前病毒DNA的结合就被成功避免了。 (例如： M184V * 突变Naeger 2001). 通过ATP (三磷酸腺苷) 或焦磷酸酯的去磷酸化作用能使已经与增长的DNA链结合的NRTI脱落，这种情况见于以下的突变：M41L, D67N, K70R, L210W, T215Y 和 K219Q (Meyer 2000). 去磷酸化导致交叉耐药，耐药程度根据药物的不同有所区别。 (AZT, d4T > ABC > ddC, ddI > 3TC).
*：在HIV基因组核苷序列中，三个核苷组成一个密码子，决定蛋白质序列中的一个氨基酸。 耐药突变是由一个数字和两个字母表示的，数字表示相关密码子的位置，两个字母在数字之前的那个代表野生毒株由此密码子决定的氨基酸，数字后的字母表示突变后的密码子决定的氨基酸。
