有机酸是弱酸，这意味着一定比例的分子保持未解离，这取决于酸的pKa值和环境pH值。这些未离解的，不带电荷的分子更容易穿过细胞膜进入微生物。一旦进入微生物细胞，酸就会在细胞质的更碱性环境中释放其质子（H+），导致细菌细胞内pH降低。这会影响微生物的代谢，抑制重要微生物酶的作用。迫使细菌细胞消耗能量以排出质子，导致酸性阴离子的细胞内积累，这取决于跨膜的pH梯度。
微生物细胞内的阴离子被认为破坏细胞中的代谢过程，包括RNA和DNA合成。因此，这会影响细胞增殖并限制生长。
一些研究表明，有机酸具有强烈的杀菌作用，而不会显着降低胃肠道的pH值，为上述作用方式提供了证据。因此，有机酸在强无机酸（仅降低pH并且不能进入细胞）的情况下仍然可以显示出功效。
有机酸对革兰氏阴性菌的作用方式有机酸对革兰氏阴性菌的作用方式
1.未分离的有机酸进入细菌细胞。
2.质子解离，导致pH降低。
3.通过能量需求过程驱逐质子。
4.酸阴离子对DNA的抑制作用。
由于其外部细胞壁和/或膜的结构，某些酸对某些生物比其他生物更有效时会出现差异。霉菌是真核细胞，因此具有比细菌更复杂的结构，细菌是原核生物，因此在性质上更简单。由于其亲脂性，这种更复杂的结构更容易被丙酸穿过，使其成为抑制霉菌的首选酸。细菌，特别是革兰氏阴性菌，具有较不复杂的细胞膜结构，并允许更宽范围的酸容易地通过。这解释了为什么甲酸作为抗菌剂更有效，但作为霉菌抑制剂则更少。
由于不同类别的微生物对不同有机酸的敏感性不同，钾乐二甲酸钾作为一款复合有机酸对比单一酸的应用范围更广泛对抑制杀灭微生物具有更有效的作用。