Chất bảo quản có thể làm đông tụ hoặc làm biến tính protein của vi sinh vật, do đó cản trở sự phát triển và sinh sản của chúng.
Chất bảo quản tác động lên thành tế bào và màng tế bào của vi sinh vật. Bằng cách phá vỡ hoặc làm hỏng thành tế bào hoặc can thiệp vào cơ chế tổng hợp thành tế bào, chúng gây rò rỉ các chất nội bào hoặc ảnh hưởng đến hệ thống vận chuyển điện tử chuỗi hô hấp liên quan đến màng, do đó tạo ra tác dụng kháng khuẩn.
Chúng tác động lên vật liệu di truyền hoặc cấu trúc của các hạt di truyền, từ đó ảnh hưởng đến quá trình sao chép, phiên mã và dịch mã của vật liệu di truyền và protein.
Chúng tác động lên hệ thống enzyme trong vi sinh vật, ức chế hoạt động của enzyme và can thiệp vào quá trình trao đổi chất bình thường của chúng.
