Akutna toksičnost natrijevega benzoata je majhna, največje merjenje neaktivnosti (MNL) pri živalih pa je 500 mg / kg telesne mase. Lahko pa se pretvori v bolj toksično benzojsko kislino v kislem okolju človeškega črevesja. Zaužitje benzojske kisline in njenih natrijevih soli pri miših lahko povzroči izgubo telesne teže, drisko, krvavitev, paralizo in celo smrt.
Toksičnost benzojske kisline se doseže s spremembo prepustnosti celičnih membran, zaviranjem absorpcije aminokislin v celičnih membranah in zaviranjem aktivnosti encimov, kot je lipaza skozi celične membrane. Benzojeva kislina nima kronične strupenosti. Rezultati 8-ih zaporednih tednov hranjenja s kislino pri podganah niso pokazali nenormalnih sprememb v rasti, razmnoževanju in morfologiji potomcev miši.
Drugi poskusi so tudi pokazali, da benzojska kislina nima akumulativnih, teratogenih, kancerogenih, mutagenih in antigenskih učinkov. Benzojeva kislina se pri živalih hitro razgradi, benzojska kislina (99%), ki se večinoma kombinira z glicinom, da se tvori koncentracija sečne kisline kopitarjev, preostala pa z glukozo in formaldehidom, ki tvorita 1-prvi glukozni acetaldehid.