Bráð eiturhrif natríumbensóats er lítill og hámarksskammtur af dýrum (MNL) er 500 mg / kg líkamsþyngdar. En það er hægt að breyta í eitruð bensósýru í sýrðu umhverfi mannaþörmum. Inntaka bensósýru og natríumsölt þess í músum getur leitt til þyngdartaps, niðurgangs, blæðingar, lömunar og jafnvel dauða.
Eiturhrif bensósýru er náð með því að breyta gegndræpi frumuhimna, hindra frásog amínósýra í frumuhimnum og hindra virkni ensíma eins og lípasa í gegnum frumuhimnur. Benósýru hefur engin langvinn eituráhrif. Niðurstöður 8 vikna samfellda vikna sýrufóðrun hjá rottum sýndu ekki óeðlilegar breytingar á vöxt, fjölgun og formgerð afkvæma músa.
Aðrar tilraunir hafa einnig sýnt að bensósýra hefur engin uppsöfnun, vansköpunarvaldandi, krabbameinsvaldandi, stökkbreytandi og mótefnavakaáhrif. Benzósýra mun brjóta niður í dýrum, bensósýru (99%), aðallega í samsetningu með glýsíni til að mynda hestasýru úr hestum, restin með glúkósa og formaldehýð sameinuð til að mynda 1-fyrsta glúkósa asetaldehýði.