Az antimikrobiális tartósítószerek hatásmechanizmusa elsősorban a mikrobiális sejtszerkezetek és élettani funkciók megzavarásán alapul.
Először is, megzavarják a sejtmembránt: bizonyos antimikrobiális tartósítószerek hatóanyagai reakcióba lépnek a mikrobiális sejtmembránokon belüli lipidekkel és fehérjékkel, ezáltal megváltoztatják a membrán permeabilitását. Ez az intracelluláris tartalom kiszivárgásához vezet, ami végül a mikrobiális halálhoz vezet. Például bizonyos kationos tartósítószerek adszorbeálódhatnak a baktériumok felületén, megváltoztatva a sejtmembrán elektromos potenciálját, és membránkárosodást okozhatnak.
Másodszor, gátolják az enzimaktivitást: az enzimek kulcsszerepet játszanak a mikrobiális anyagcserében, és számos biokémiai reakcióban vesznek részt. Az antimikrobiális tartósítószerek az enzimek aktív helyeihez kötődnek, inaktívvá téve azokat; ez blokkolja az anyagcsere-utakat, és gátolja a mikrobák növekedését és szaporodását. Például bizonyos kén{2}}tartalmú tartósítószerek reakcióba léphetnek a baktériumsejteken belüli enzimekkel, ezáltal deaktiválják azokat.
Harmadszor, beavatkoznak a genetikai anyagba: a mikroorganizmus genetikai anyaga szabályozza növekedését, szaporodását és örökletes tulajdonságait. Az antimikrobiális tartósítószerek komponensei kölcsönhatásba léphetnek a mikroorganizmus DNS-ével vagy RNS-ével, megzavarva a replikációs és transzkripciós folyamatokat, következésképpen megakadályozva a mikroorganizmust a normális szaporodásban vagy túlélésben. Például bizonyos kémiai funkciós csoportokat tartalmazó tartósítószerek kötődhetnek a DNS-hez, ezáltal blokkolva annak replikációját. A különböző típusú antimikrobiális tartósítószerek előnyben részesíthetik ezen hatásmechanizmusok közül egyet vagy többet, hogy hatékonyan gátolják és eliminálják a mikroorganizmusok széles spektrumát.
