苯甲酸是一種廣譜抗微生物試劑，對酵母菌、霉菌、部分細菌作用效果很好，在允許大使用范圍內，在pH值4.5以下，對各種菌都有抑制作用。
苯甲酸和苯甲酸鈉作為防腐劑在食品加工保藏中被廣泛使用，而在一些的部分食品中限量使用。由于在食品中，苯甲酸可以在游離狀態下發揮作用，所以在強酸食品中效果較好。苯甲酸一般在碳酸飲料、醬油、醬類、蜜餞和果蔬飲料等使用，苯甲酸在醬油、飲料中可與對-羥基苯甲酸酯類一起使用而增效。苯甲酸和苯甲酸鈉常用于保藏高酸性水果、果醬、飲料糖漿以及其他酸性食品，可以低溫合用，起到協同作用 。
苯甲酸和苯甲酸鈉一般只限于蛋白質含量較高的食品。苯甲酸鈉對微生物的作用于苯甲酸相同，可由于是鈉鹽，若要取得與苯甲酸相同的效果，所需添加量是苯甲酸的1.2倍 。
根據美國 FAO 規定，苯甲酸和苯甲酸鈉可以用于速凍魚條、魚塊、魚餡制品，但并沒有把肉制品列入使用范圍。此外，在以上所列允許使用苯甲酸和苯甲酸鈉的中，這兩種添加劑也不作為肉制品使用的防腐劑。
苯甲酸鈉的急性毒性較小，動物大無作用計量（MNL）為500mg/kg體重。但其在人體腸道的酸環境下可轉化為毒性較強的苯甲酸。小鼠攝入苯甲酸及其鈉鹽，會導致體重下降、腹瀉、出血、癱瘓甚死亡。苯甲酸的毒性是通過改變細胞膜的通透性，抑制細胞膜對氨基酸的吸收，并透過細胞膜抑制脂肪酶等酶的活性，使ATP合成受阻實現的。
