防腐劑是添加到食品、飲料、藥物、油漆、生物樣品、化妝品、木材和許多其他產品中以防止微生物生長或不良化學變化引起的分解的物質或化學品。 一般來說，保存有化學和物理兩種方式。 化學防腐需要在產品中添加化合物。 物理保存需要冷藏或干燥等過程。 防腐劑食品添加劑可降低食源性感染的風險，減少微生物腐敗，并保持新鮮特性和營養品質。 一些用于食品保存的物理技術包括脫水、UV-C 輻射、冷凍干燥和冷藏。 化學保存和物理保存技術有時會結合使用。

防腐劑自史前時代就已被使用。 例如，熏肉含有酚類和其他延緩腐敗的化學物質。 幾個世紀以來，食品的保存有了很大的發展，對提高食品安全起到了重要作用。 在食品中使用傳統油、鹽、油漆等以外的防腐劑始于19世紀末，但直到20世紀才普遍。

食品防腐劑的使用因國家/地區而異。 許多沒有強有力的政府來監管食品添加劑的發展中國家要么面臨食品中有害水平的防腐劑，要么完全避免被認為是非天然或外國的食品。 這些國家也被證明在圍繞化學防腐劑的案例研究中很有用，因為它們最近才被引入。 在人口稠密國家的城市貧民窟，盡管消費了這些進口食品，但對食品成分的了解往往極少。

抗菌防腐劑可防止細菌降解。 這種方法是最傳統和最古老的保存方法——腌制和添加蜂蜜等古老方法通過改變 pH 值來防止微生物生長。 最常用的抗菌防腐劑是乳酸。 表中列出了常用的抗菌防腐劑。 硝酸鹽和亞硝酸鹽也具有抗菌作用。 這些化合物的詳細機制包括從抑制細菌生長到抑制特定酶。 水性家庭和個人護理產品使用廣譜防腐劑，如異噻唑啉酮類和甲醛釋放劑，可能會引起過敏，導致皮膚過敏。

氧化過程會破壞大多數食物，尤其是那些脂肪含量高的食物。 脂肪暴露在氧氣中會很快變質。 抗氧化劑防止或抑制氧化過程。 最常見的抗氧化添加劑是抗壞血酸（維生素 C）和抗壞血酸鹽。 因此，抗氧化劑通常被添加到油、奶酪和薯條中。 其他抗氧化劑包括苯酚衍生物 BHA、BHT、TBHQ 和沒食子酸丙酯。 這些試劑抑制氫過氧化物的形成。 其他防腐劑包括乙醇和甲基氯異噻唑啉酮。

添加多種試劑以螯合（鈍化）金屬離子，否則金屬離子會催化脂肪的氧化。 常見的多價螯合劑是 EDTA 二鈉、檸檬酸（和檸檬酸鹽）、酒石酸和卵磷脂。

檸檬酸和抗壞血酸靶向降解水果和蔬菜的酶，例如單/多酚氧化酶，它可以將切好的蘋果和土豆的表面變成褐色。 抗壞血酸和生育酚是維生素，是常見的防腐劑。 吸煙需要將食物暴露于多種酚類物質中，這些酚類物質是抗氧化劑。 天然防腐劑包括迷迭香和牛至提取物、啤酒花、鹽、糖、醋、酒精、硅藻土和蓖麻油。

過去，苯甲酸鈉等傳統防腐劑引起了健康問題。 一項研究顯示苯甲酸鹽會導致一些哮喘患者過敏。 這引起了對蔬菜中天然防腐劑的重新審查。