能防止由微生物引起的腐敗變質、延長食品保藏期的食品添加劑。因兼有防止微生物繁殖引起食物中毒的作用，又稱抗微生物劑（antimicrobails）。食鹽、糖、醋、香辛料等雖也有防腐作用，但在正常情況下對人體無害，通常不歸入食品添加劑而算作調味料。
食品防腐劑按作用分為殺菌劑和抑菌劑。二者常因濃度、作用時間和微生物性質等的不同而不易區分。按性質也可分為有機化學防腐劑和無機化學防腐劑兩類。此外還有乳酸鏈球菌素，是一種由乳鏈球菌菌產生、含34個氨基酸的肽類抗菌素。目前世界各國所用的食品防腐劑約有30多種。
①有機化學防腐劑：主要包括苯甲酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類、對羥基苯甲酸的酯類等。苯甲酸及其鹽、山梨酸及其鹽等均是通過未解離的分子起抗菌作用。它們均需轉變成相應的酸後才有效，故稱酸型防腐劑。它們在酸性條件下對黴菌、酵母及細菌都有一定的抑菌能力，常用於果汁、飲料、罐頭、醬油、醋等食品的防腐。此外，丙酸及其鹽類對抑制使面包生成絲狀粘質的細菌特別有效，且安全性高，近年來被廣泛用於面包、糕點等的防腐。
②無機化學防腐劑：主要包括二氧化硫、亞硫酸鹽及亞硝酸鹽等。亞硝酸鹽能抑制肉毒梭狀芽孢桿菌，防止肉毒中毒，但它主要作為發色劑用。亞硫酸鹽等可抑制某些微生物活動所需的酶，並具有酸型防腐劑的特性，但主要作為漂白劑用。殺菌劑很少直接加入食品。
食品防腐劑的用量逐年增加，如美國80年代以來的年增長率約3.0％。山梨酸及其鹽類的應用越來越廣。在日本所用的防腐劑中，苯甲酸鈉僅占約3％，山梨酸及山梨酸鉀已高達90％以上。新近開發的富馬酸二甲酯用於面包防黴的效果大大優於丙酸鈣。此外，人們還正在研究從天然的香辛料植物中提制具有防腐作用的物質用作食品防腐劑。