Natrio benzoatas yra veiksmingiausias rūgštinėmis sąlygomis (pH žemiau 4,5). Rūgščioje aplinkoje jis virsta aktyvia forma – benzenkarboksirūgštimi. Benzenkarboksirūgštis gali prasiskverbti į mikrobų ląsteles. Neutralioje aplinkoje ląstelių viduje jis jonizuoja ir rūgština vidų, sutrikdo maistinių medžiagų įsisavinimą ir fermentų funkciją, taip užkertant kelią mikrobų augimui.
