防腐劑的種類很多，但是原理相似，現以食品防腐劑說明原理：

食品在物理、生物化學和有害微生物等因素的作用下，可失去固有的色、香、味、形而腐爛變質，有害微生物的作用是導致食品腐爛變質的主要因素。通常將蛋白質的變質稱為腐敗，碳水化合物的變質稱之為發酵，脂類的變質稱之為酸敗。可以用物理方法或化學方法來防止有害微生物的破壞。物理方法是透過低溫冷藏、加熱、輻射等物理方法來殺菌或抑菌，化學方法就是利用殺菌或抑菌的化學藥劑（即通常稱的防腐劑）。但是隨著消費者健康意識的增強，對食品化學防腐劑愈來愈擔心，於是出現了利用生物本身或生物所代謝具有抗菌作用的天然物質來防腐，從而提高食品的安全性；這些天然的物質即生物防腐劑，目前開發應用較成功的就是乳酸鏈球菌素（Nisin）。

防腐和保鮮是兩個有區別而又互相關聯的概念。防腐是針對有害微生物的，一是防止微生物造成食品的腐爛，二是防止產毒微生物（如黃麴黴等）的危害；保鮮是針對食品本身品質。因此，要達到兩個目的，應採用不同的藥劑和方法。食品的防腐保鮮是一門綜合技術，也可以說是一項系統工程，防腐保鮮的效果是一個綜合效果，不是哪一種手段能單獨達到的。

防止微生物對食品的危害主要有以下幾種方法：首先，防止微生物汙染食物；第二，滅活有害微生物；第三，降低或者抑制受汙染食品中微生物的生長，或使之失活。食品防腐劑主要是透過第三種方法，即抑制食品中微生物的生長起到防腐作用，它可以保證食品有較長的貨架期。