Los benzoatos se encuentran de forma natural en arándanos, arándanos rojos, ciruelas pasas, canela y clavo. Una pequeña cantidad de benzoato de sodio no es tóxica para el cuerpo humano, se absorbe rápidamente, se combina principalmente con glicina y se excreta en forma de ácido hipúrico, y una pequeña parte se combina con ácido glucurónico para formar ácido 1-benzoilglucurónico. Se excreta completamente en un plazo de 10 a 14 horas, por lo que una pequeña cantidad de benzoato de sodio no se acumula. Sin embargo, los gatos son más sensibles al ácido benzoico y propensos a síntomas como excitación, nerviosismo, pérdida de audición y pérdida del equilibrio, por lo que se debe prestar atención al preparar la comida para mascotas.

La FDA estipula que el contenido de benzoato de sodio en los alimentos no debe superar el 0,1 % (en peso). Un estudio de la Agencia Internacional de Seguridad Química (ISA) concluyó que una ingesta diaria de 647 a 835 mg de benzoato de sodio por kilogramo de peso corporal no tiene efectos negativos para la salud.

Los conservantes de benzoato (benzoato de sodio, benzoato de potasio) pueden reaccionar con la vitamina C y producir benceno, que es cancerígeno. Debido a las diferencias en los estándares de contenido de benceno en bebidas según el país, el contenido de benceno en las distintas bebidas también varía, y la reacción de descomposición mencionada anteriormente está estrechamente relacionada con muchos factores como la luz, el calentamiento y el tiempo de almacenamiento. Por lo tanto, no está claro si el benceno producido excede el estándar para los parabenos actuales. Esto ha generado dudas entre el público sobre la toxicidad del benzoato. Por lo tanto, Coca-Cola Company ha anunciado que prohibirá gradualmente el uso de benzoato de sodio en sus productos y lo reemplazará con conservantes más naturales.

Estudios anteriores también han sugerido que el benzoato de sodio en las bebidas carbonatadas y otros colorantes artificiales pueden aumentar el TDAH en los niños, pero debido a que los hallazgos sobre el benzoato de sodio son inconsistentes, los resultados de este estudio no han sido confirmados por la Agencia Británica de Normas Alimentarias.