Το βενζοϊκό νάτριο είναι πιο αποτελεσματικό σε όξινες συνθήκες (pH κάτω από 4,5). Σε όξινο περιβάλλον, μετατρέπεται στη δραστική του μορφή, το βενζοϊκό οξύ. Το βενζοϊκό οξύ μπορεί να διεισδύσει στα μικροβιακά κύτταρα. Στο ουδέτερο περιβάλλον μέσα στα κύτταρα, ιονίζει και οξινίζει το εσωτερικό, διαταράσσοντας την απορρόφηση των θρεπτικών ουσιών και τη λειτουργία των ενζύμων, εμποδίζοντας έτσι την ανάπτυξη μικροβίων.
