Natrijev benzoat je najbolj učinkovit v kislih pogojih (pH pod 4,5). V kislem okolju se pretvori v aktivno obliko, benzojsko kislino. Benzojska kislina lahko prodre v mikrobne celice. V nevtralnem okolju znotraj celic ionizira in zakisa notranjost, moti absorpcijo hranil in delovanje encimov ter s tem preprečuje rast mikrobov.
