Virkningsmekanismen for antimikrobielle konserveringsmidler er primært baseret på afbrydelse af mikrobielle cellulære strukturer og fysiologiske funktioner.
For det første forstyrrer de cellemembranen: de aktive ingredienser i visse antimikrobielle konserveringsmidler reagerer med lipiderne og proteinerne i mikrobielle cellemembraner og ændrer derved membranpermeabiliteten. Dette fører til lækage af intracellulært indhold, hvilket i sidste ende resulterer i mikrobiel død. For eksempel kan visse kationiske konserveringsmidler adsorbere på bakterielle overflader, ændre cellemembranens elektriske potentiale og forårsage membranskade.
For det andet hæmmer de enzymaktivitet: enzymer spiller en central rolle i mikrobiel metabolisme og deltager i en bred vifte af biokemiske reaktioner. Antimikrobielle konserveringsmidler binder til enzymernes aktive steder, hvilket gør dem inaktive; dette blokerer metaboliske veje og hæmmer mikrobiel vækst og reproduktion. For eksempel kan visse svovl-holdige konserveringsmidler reagere med enzymer inde i bakterieceller og derved deaktivere dem.
For det tredje interfererer de med genetisk materiale: en mikroorganismes genetiske materiale styrer dens vækst, reproduktion og arvelige egenskaber. Komponenter i antimikrobielle konserveringsmidler kan interagere med en mikroorganismes DNA eller RNA, forstyrre replikations- og transkriptionsprocesserne og dermed forhindre mikroorganismen i at reproducere eller overleve normalt. For eksempel kan visse konserveringsmidler indeholdende specifikke kemiske funktionelle grupper binde til DNA og derved blokere dets replikation. Forskellige typer antimikrobielle konserveringsmidler kan prioritere en eller flere af disse virkningsmekanismer for effektivt at hæmme og eliminere et bredt spektrum af mikroorganismer.
