Antimikrobinių konservantų veikimo mechanizmas visų pirma pagrįstas mikrobų ląstelių struktūrų ir fiziologinių funkcijų sutrikimu.
Pirma, jie ardo ląstelės membraną: tam tikrų antimikrobinių konservantų veikliosios medžiagos reaguoja su lipidais ir baltymais mikrobų ląstelių membranose ir taip keičia membranos pralaidumą. Tai veda prie tarpląstelinio turinio nutekėjimo, o tai galiausiai lemia mikrobų mirtį. Pavyzdžiui, tam tikri katijoniniai konservantai gali adsorbuotis ant bakterijų paviršių, pakeisdami ląstelės membranos elektrinį potencialą ir sukeldami membranos pažeidimus.
Antra, jie slopina fermentų aktyvumą: fermentai atlieka pagrindinį vaidmenį mikrobų metabolizme, dalyvaudami įvairiose biocheminėse reakcijose. Antimikrobiniai konservantai jungiasi prie aktyvių fermentų vietų, todėl jos tampa neaktyvios; tai blokuoja medžiagų apykaitos kelius ir slopina mikrobų augimą bei dauginimąsi. Pavyzdžiui, tam tikri konservantai, kurių sudėtyje yra sieros{2}}, gali reaguoti su bakterijų ląstelėse esančiais fermentais ir taip jas deaktyvuoti.
Trečia, jie trukdo genetinei medžiagai: mikroorganizmo genetinė medžiaga reguliuoja jo augimą, dauginimąsi ir paveldimus požymius. Antimikrobinių konservantų komponentai gali sąveikauti su mikroorganizmo DNR arba RNR, sutrikdydami replikacijos ir transkripcijos procesus ir dėl to neleisdami mikroorganizmui normaliai daugintis ar išgyventi. Pavyzdžiui, tam tikri konservantai, turintys specifinių cheminių funkcinių grupių, gali prisijungti prie DNR ir taip blokuoti jos replikaciją. Skirtingi antimikrobinių konservantų tipai gali teikti pirmenybę vienam ar keliems iš šių veikimo mechanizmų, siekiant veiksmingai slopinti ir pašalinti platų mikroorganizmų spektrą.
