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山梨酸鉀的防腐機理與山梨酸相同，即與微生物酶系統的巰基結合從而破壞許多酶系統的作用。 山梨酸鉀可以有效抑制霉菌、好氧性細菌以及酵母菌活性，還可以防止葡萄球菌、肉毒桿菌以及沙門氏菌等微生物的繁殖，不過對厭氧性芽孢菌還有嗜酸乳桿菌等微生物是無效的，抑止發育作用要強于其殺菌作用，從而實現延長食品保存時間的目的，同時保持食品原有的風味。

在山梨酸鉀的毒理學評價方面，衡量添加劑以及防腐劑安全性以及毒性大小時通常采用以下指標，即ADI以及 LD50。 ADI的含義是每天允許攝入量，具體而言，ADI值定義是依據人體的體重，終身攝入食品添加劑而不會明顯帶來健康危害的每天允許的攝入量，是國內外在評價食品添加劑的安全性方面 最為重要的依據。ADI的值越大就越安全。LD50的含義是某種毒性物質導致受試生物死亡一半需要的量。LD50的值越大表明毒性就越小，同時在食品使用過程中的安全性也就越高。山梨酸鉀的毒理學評價如下：ADI是0～25mg/kg·d，而LD50是10.5 g/kg，屬于GRAS級別，GRAS的意思是一般認為安全，是美國食品藥物管理局的檢驗標記，證明食品安全可 用。可以說，山梨酸鉀是公認的低毒、安全以及高效的食品防腐劑。