自从人类开始储存食物以备日后使用以来，人们就开始使用化学食品保存。食品储存引起了腐败问题，通常是由细菌、真菌和酵母菌等微生物引起的。微生物活动不仅使食物不能食用或变得不诱人，还可能导致致命的历史上，各种各样的化学物质被用来防止食物腐败，它们的使用可以追溯到人们第一次怀疑微生物存在之前。这些化学物质从自然产生的物质，如盐、糖、硝石和香料，到现代食品添加剂，如苯甲酸盐，山梨酸盐和亚硫酸盐。
苏打通常含有苯甲酸钠作为防腐剂。
两种古老的食品防腐剂是盐和糖，它们通过去除活的微生物细胞中的水分起作用，导致死亡或阻止生长。要达到预期效果，糖的用量大约是盐的六倍，但两者都需要大量使用才能有效，这显然限制了它们的使用，因为它们会给食物带来浓烈的味道，特别是在盐的情况下。因此，它们被用在味道与食物相协调的地方，因此盐被用于肉类，糖用于水果。许多草药和香料含有能杀死微生物的化学物质，这些化学物质也被用作防腐剂。大蒜、洋葱、多香果和牛至草尤其有效在杀菌方面。
化学食品保存旨在降低微生物生长引起的风险
硝酸钠和硝酸钾，也被称为硝石，几个世纪以来一直被用于保存和腌制肉类，至今仍在使用。细菌将硝酸盐（NO3-）还原为亚硝酸盐（NO2-），然后还原为一氧化氮（NO），这会破坏铁氧还蛋白酶，而铁氧还蛋白被一些细菌用来获取能量肉毒梭菌（Clostridium botulinum），一种引起肉毒杆菌的细菌。因此，硝酸盐或亚硝酸盐被认为是腌制肉制品（如火腿、熏肉和香肠）中必不可少的成分。然而，这种化学食品保存方式存在争议；亚硝酸盐可与肉中的化学物质发生反应，形成亚硝胺，硝酸盐和亚硝酸盐对不使用铁氧还蛋白的微生物不起作用-例如，沙门氏菌
亚硫酸盐可能导致。
在20世纪引入的化学食品保存方法中，使用一些有机酸的盐，如苯甲酸、丙酸和山梨酸，例如苯甲酸钠、丙酸钠和山梨酸钾。这些化学物质被吸收到微生物细胞中后，会产生干扰具有细胞运输系统，使营养物质通过细胞膜吸收，防止生长。它们在低浓度下能有效地对抗多种细菌和霉菌，通常不会影响食物的风味；但是，它们通常在相当低的pH值下工作得，因此用于酸性食品例如果汁、碳酸饮料和沙拉酱。对羟基对苯甲酸酯-对羟基苯甲酸酯的作用范围更广。
罐头食品中有时会使用尼辛等剂
亚硫酸盐和偏亚硫酸根释放二氧化硫，二氧化硫溶解在水中形成亚硫酸。这似乎与有机酸作用类似，对酵母菌和霉菌特别有效，包括产生黄曲霉毒素的真菌。这些防腐剂通常用于干果和葡萄酒中；但是，不允许在肉类中使用它们，因为它们会使颜色变红，并能掩盖腐烂的气味，使变质的肉看起来新鲜。一些对二氧化硫及其衍生物非常敏感，必须避免食用含有较高亚硫酸盐的食品和饮料。
在大多数国家，不允许使用抗生素进行化学食品保存，因为它能导致耐药菌株的出现。然而，细菌素nisin有时也被使用，因为它不像大多数细菌素那样，它能有效地对抗多种微生物。它被添加到一些加工过的奶酪产品中，食品和食品容器有时在包装前用某些化学物质处理，而不是添加防腐剂，水果通常用乙烯和丙烯的氧化物熏蒸以抑制霉菌。添加到食物中的各种调味品和抗氧化剂也有助于保存水果。
腌肉和熏肉一样，通常含有硝酸盐，有助于保护它。