सोडियम बेंजोएट की तीव्र विषाक्तता छोटी है, और जानवरों की अधिकतम गैर-क्रिया मीटरींग (एमएनएल) 500 मिलीग्राम / किग्रा शरीर वजन है। लेकिन इसे मानव आंत के खट्टे वातावरण में एक और जहरीले बेंजोइक एसिड में परिवर्तित किया जा सकता है। चूहे में बेंज़ोइक एसिड और इसके सोडियम नमक के इंजेक्शन से वजन घटाने, दस्त, खून बह रहा है, पक्षाघात और यहां तक कि मौत भी हो सकती है।
बेंज़ोइक एसिड की विषाक्तता सेल झिल्ली की पारगम्यता को बदलकर, कोशिका झिल्ली में एमिनो एसिड के अवशोषण को रोककर, और कोशिका झिल्ली के माध्यम से लिपेज जैसे एंजाइमों की गतिविधि को रोककर हासिल की जाती है। बेंजोइक एसिड में कोई पुरानी विषाक्तता नहीं है। चूहों में एसिड खाने के लगातार 8 सप्ताह के नतीजे चूहों की संतान के विकास, प्रसार और आकारिकी में कोई असामान्य परिवर्तन नहीं दिखाते हैं।
अन्य प्रयोगों से यह भी पता चला है कि बेंज़ोइक एसिड में कोई संचय, टेराटोजेनिक, कैंसरजन्य, उत्परिवर्ती और एंटीजन प्रभाव नहीं हैं। बेंजोइक एसिड जानवरों में तेजी से गिरावट आएगा, बेंज़ोइक एसिड (99%) मुख्य रूप से ग्लाइसीन के साथ संयुक्त रूप से इक्विइन यूरिक एसिड बनाने के लिए संयुक्त होता है, शेष ग्लूकोज और फॉर्मल्डाहेहाइड के साथ संयुक्त रूप से 1-पहला ग्लूकोज एसीटाल्डेहाइड बन जाता है।