山梨酸钾的防腐机理与山梨酸相同，即与微生物酶系统的巯基结合从而破坏许多酶系统的作用。 山梨酸钾可以有效抑制霉菌、好氧性细菌以及酵母菌活性，还可以防止葡萄球菌、肉毒杆菌以及沙门氏菌等微生物的繁殖，不过对厌氧性芽孢菌还有嗜酸乳杆菌等微生物是无效的，抑止发育作用要强于其杀菌作用，从而实现延长食品保存时间的目的，同时保持食品原有的风味。

在山梨酸钾的毒理学评价方面，衡量添加剂以及防腐剂安全性以及毒性大小时通常采用以下指标，即ADI以及 LD50。 ADI的含义是每天允许摄入量，具体而言，ADI值定义是依据人体的体重，终身摄入食品添加剂而不会明显带来健康危害的每天允许的摄入量，是国内外在评价食品添加剂的安全性方面 最为重要的依据。ADI的值越大就越安全。LD50的含义是某种毒性物质导致受试生物死亡一半需要的量。LD50的值越大表明毒性就越小，同时在食品使用过程中的安全性也就越高。山梨酸钾的毒理学评价如下：ADI是0～25mg/kg·d，而LD50是10.5 g/kg，属于GRAS级别，GRAS的意思是一般认为安全，是美国食品药物管理局的检验标记，证明食品安全可 用。可以说，山梨酸钾是公认的低毒、安全以及高效的食品防腐剂。