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苯甲酸钠是酸性防腐剂，它在酸性介质中能转化为有活性的苯甲酸，发挥与苯甲酸相同的作用。它是一种广谱抗微生物物质，在pH值4.5以下时，能对各种菌类产生抑菌和杀菌作用，其防腐能力在pH为2.5～4.0时最佳。当pH值大于5.5时，苯甲酸钠对很多霉菌和酵母的效果都大打折扣。实际应用中，苯甲酸钠取代苯甲酸成为成为最常见的防腐剂的原因是在酸性条件下前者水溶性远大于后者，在空气中稳定，且在水溶液体系中更容易溶解和分散。在碱性介质中，苯甲酸钠则无杀菌和抑制作用。
食品工业的发展带动了食品添加剂的发展，1997年各类食品添加剂产量超过20万吨。目前允许使用的防腐剂品种有30种，较常用的防腐剂主要有3 种，即苯甲酸、山梨酸、丙酸及其盐类，其中苯甲酸钠是使用时间最长、使用量最大的食品防腐剂。苯甲酸是一种有机杀菌剂，其抑菌效果最佳的pH值范围为2.5 一4，当pH> 5.5 时，对很多霉菌、酵母效果较差。对一般微生物的完全抑制最小浓度为0.05 % 一 0.1%，苯甲酸进入机体后其毒性都是在肝脏内化解的，因此苯甲酸对肝功能衰弱者不宜多用。国际上有报道称，使用苯甲酸(钠)作食品添加剂有叠加中毒现象，虽然目前尚未取得统一认识，但在一些国家和地区已作出禁用的规定，如美国、日本、香港已禁止在罐头食品中加人苯甲酸(钠) 作防腐剂。而毒性较低的山梨酸钾则得到了广泛的应用。LD50(大鼠口服) 苯甲酸钠为2700mg/kg，山梨酸为7.36g/kg，山梨酸的毒性比苯甲酸钠低。由于苯甲酸的水溶性较差，所以一般都制成水溶性好的苯甲酸钠应用。苯甲酸(钠)是我国用量最大的食品防腐剂。主要用于酱油、醋、酱菜、碳酸饮料等产品的防腐防霉。
苯甲酸类防腐剂是以其未离解的分子发生作用的，未离解的苯甲酸亲油性强，易通过细胞膜进入细胞内，干扰霉菌和细菌等微生物细胞膜的通透性，阻碍细胞膜对氨基酸的吸收；进入细胞内的苯甲酸分子，可酸化细胞内的储备碱，进而抑制微生物细胞内呼吸酶系的活性，组织乙酰辅酶A缩合反应，从而起到防腐的作用。
虽然肾脏有排毒功能，一般1～2d内可以将安全剂量的防腐剂排出体外，但如果长期且同时食用多种含有同类的防腐剂的食物，也会对人体产生多种毒害作用。长期大量食用含苯甲酸钠防腐剂的食物，会引起人慢性苯中毒，其症状主要表现为神经衰弱、头痛、记忆力衰退、失眠、乏力、再生障碍性贫血等，严重的会造成急性荨麻疹、血管性水肿，甚至损坏肝细胞和引起致癌等症状。
鉴于对苯甲酸钠安全性的考虑，虽然仍有许多国家允许其在食品中作为防腐剂被添加食用，但应用范围已越来越窄，添加剂量也被严格监控。在美国，苯甲酸钠的最大允许使用量为0.1wt%。当前我国食品安全国家标准GB2760-2016《食品添加剂使用标准》规定“苯甲酸及其钠盐”的使用限量，其中碳酸饮料的最大限量为0.2g/kg、植物类饮料的最大限量为1.0g/kg、果蔬汁（浆）类饮料的最大限量为1.0g/kg。
添加食品防腐剂的目的是为了改善食品品质、延长保存期、方便加工和保全营养成分。只要按照国家规定的品种范围和使用量进行添加苯甲酸钠，都是允许的，也是安全的。诚然，我国在食品添加剂法律规定上也有些欠缺，作为食品科学工作者面对着公众对食品安全的空前关注或企业追求利益的压力，应该本着负责的科学的态度进行论证，而不能凭空想象，随意曲解食品防腐剂，误导公众，导致公众对现代食品工业失去信心甚至产生恐慌。如果那样的话，将会使食品工业的发展和食品安全问题的解决陷入被动。
防腐剂在药品中的作用是防止或抑制病源性微生物的发育生长，在各种半固体制剂和溶液制剂中得到广泛的应用。目前常用的防腐剂有苯甲酸钠，尼泊金酷类及山梨酸等。苯甲酸钠一般在中性或微酸性的制剂中使用，其用量一般不高于0.3%，在国内生产的合剂、中草药糖浆剂类的液体制剂中使用较多。苯甲酸钠也可与尼泊金醋混合使用作药品制剂的防腐剂。
近几年受内需不足影响，染料产量自1997年达到高峰以来连续出现下降，对苯甲酸钠需求量相应减少，预计2000年需苯甲酸钠约1300吨左右。