常用的食品防腐剂按作用可分为杀菌剂和抑菌剂两类。
具有杀死微生物作用的食品添加剂称为杀菌剂，能抑制微生物生长繁殖的添加剂称为抑菌剂。防腐剂按组分和来源主要分为化学类食品防腐剂和天然类食品防腐剂。
2.1化学类食品防腐剂
化学类食品防腐剂一般可分为三大类，分别是酸性防腐剂、酯型防腐剂、无机盐防腐剂。
2.1.1酸性防腐剂及其作用机理
酸性防腐剂如苯甲酸、山梨酸和丙酸以及它们的盐类。这类防腐剂的特点是体系酸性越大，其防腐效果越好，而在碱性条件下几乎无效。
（1）苯甲酸
苯甲酸又名安息香酸，其抑菌机理是使微生物细胞的呼吸系统发生障碍，使三羧酸循环中乙酸辅酶A乙酸醋酸及乙酸草酸柠檬酸之间的循环过程难以进行，并阻碍细胞膜的正常生理作用。由于其有效成分是未解离的苯甲酸分子，所以在酸性食品中使用效果好，对酵母、霉菌都有效。但因有叠加中毒现象的报道，在使用上有争议，虽各国都允许使用，但应用范围越来越窄。在我国，因其价格低廉，仍广泛使用于汽水、果汁类、酱类、罐头和酒类的防腐。
（2）山梨酸
山梨酸是不饱和脂肪酸，其抑菌机理是透过细胞壁，进入微生物细胞壁内，利用自身的双键与微生物细胞中酶的巯基形成共价键，使其丧失活性，破坏含有硫氢基的酶类，从而抑制微生物的生长。山梨酸是目前国际上公认最安全的化学防腐剂之一，主要抑制霉菌和酵母。但是在微生物过多的情况下发挥不了作用，因此它适用于有良好卫生条件和微生物数量较少的食品中，目前主要用于高端食品中。
（3）丙酸盐
丙酸盐的有效成分是丙酸，它必须在酸性环境中才能产生抑菌作用。单体丙酸分子可以在霉菌细胞外形成高渗透压，使霉菌细胞内脱水，失去繁殖力，且还可以穿透霉菌细胞壁,抑制细胞内的活性。目前主要用于面包、糕点类食品的防腐保鲜。
2.1.2酯型防腐剂及其作用机理
酯型防腐剂主要包括对羟基苯甲酸酯类、没食子酸酯、抗坏血酸棕榈酸酯等。这类防腐剂的特点就是在很宽的pH值范围内都有效，毒性也比较低。
对羟基苯甲酸酯类也称尼泊金酯，其抑菌机理主要是使微生物细胞呼吸系统和电子传递酶系统的活动受阻，抑制了丝氨酸的吸收和三磷酸腺苷的产生，从而破坏微生物细胞膜的结构，起到防腐的作用。Ramos J L等在对该类物质的定量结构活性的研究表明，由反相HPLC测的亲脂性参数与它们抗单核细胞增生李斯特菌性有显著关系。对羟基苯甲酸酯类的溶解性随酯基碳链长度的增加而下降，抗菌效果则于分子中醇链长度成正比，毒性与醇链长度成反比。目前我国国标规定,对羟基苯甲酸酯类系列中只有乙酯、丙酯可以用于食品中。
2.1.3无机盐防腐剂及其作用机理
无机盐防腐剂主要包括含硫的亚硫酸盐、焦亚硫酸盐等。其有效成分是亚硫酸分子，亚硫酸的杀菌作用机理主要是消耗食品中O2使好气性微生物因缺氧而致死，并能抑制某些微生物生理活动中酶的活性。由于使用这些盐后残留的二氧化硫能引起过敏反应，尤其是对哮喘病人，因此现在一般只将其列入特殊的防腐剂中。例如，广西地方标准DB45/319-2007《鲜湿米粉质量安全要求》中就规定米粉中SO2的残留量要低于方法检出限。
2.2天然食品防腐剂
天然食品防腐剂一般是从植物、动物、微生物中直接分离提取的，具有防腐作用的一类物质，也称作生物防腐剂，是食品防腐剂开发的主要方向之一。根据来源可分为3种类型：动物源天然防腐剂、植物源天然防腐剂、微生物源天然防腐剂。
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