Sodyum benzoatın akut toksisitesi küçüktür ve hayvanların maksimum hareket etmeyen ölçümü (MNL) 500 mg / kg vücut ağırlığıdır. Ancak insan bağırsağının ekşi ortamında daha toksik bir benzoik aside dönüştürülebilir. Benzoik asit ve sodyum tuzlarının farelerde yutulması kilo kaybına, diyare, kanamaya, felce ve hatta ölüme neden olabilir.
Benzoik asidin toksisitesi, hücre zarlarının geçirgenliğini değiştirerek, amino asitlerin hücre zarlarında emilimini inhibe ederek ve lipaz gibi enzimlerin hücre zarları boyunca aktivitesini inhibe ederek elde edilir. Benzoik asitin kronik toksisitesi yoktur. Sıçanlarda ardışık 8 haftalık asit beslemesinin sonuçları, farelerin yavrularının büyümesinde, yayılmasında ve morfolojisinde herhangi bir anormal değişiklik göstermedi.
Diğer deneyler ayrıca benzoik asidin birikimli, teratojenik, kanserojen, mutajenik ve antijen etkileri olmadığını göstermiştir. Benzoik asit hayvanlarda hızla bozunur, benzoik asit (% 99) esasen glisin ile birleştirilerek atik ürik asit, geri kalan glukoz ve formaldehit ile birlikte 1-birinci glukoz asetaldehit oluşturur.