הרעילות החריפה של בנזואט נתרן הוא קטן, ואת מקסימום ללא פעולה מדידה (MNL) של בעלי חיים הוא 500mg / kg משקל הגוף. אבל זה יכול להיות להמרה חומצה benzoic רעילים יותר בסביבה חמוץ של המעיים האנושית. בליעה של חומצה benzoic ומלחי הנתרן שלה בעכברים יכול להוביל לירידה במשקל, שלשולים, דימום, שיתוק ואפילו מוות.
הרעילות של חומצה בנזואית מושגת על ידי שינוי חדירות של קרום התא, מעכב את ספיגת חומצות אמינו בקרום התא, ומעכב את פעילותם של אנזימים כגון ליפאז דרך ממברנות התא. חומצה בנזואית אין רעילות כרונית. התוצאות של 8 שבועות רצופים של הזנת חומצה בחולדות לא הראו שינויים חריגים בצמיחה, בהתפשטות ובמורפולוגיה של צאצאיהם של העכברים.
ניסויים אחרים הראו גם כי חומצה benzoic אין מצטבר, טרטוגני, מסרטן, מוטגני ואנטיגן השפעות. חומצה בנזואית תתדרדר במהירות בבעלי חיים, חומצה בנזואית (99%) המשולבת בעיקר עם גליצין כדי ליצור חומצת שתן, שאר עם גלוקוז ו פורמלדהיד בשילוב טופס 1-אצטטדה גלוקוז הראשון.