在化妝品中，防腐劑的作用是保護產品，使之免受微生物汙染，延長產品的貨架壽命；確保產品的安全性，防止消費者因使用受微生物汙染的產品而引起可能的感染。
防腐劑是指可以阻止微生物生長或阻止產品反應的微生物生長的物質。化妝品受到微生物汙染引起變質，一般情況下，在外觀就能夠反應出來。如黴菌和酵母菌經常在產品的包裝邊沿等地方出現黴點；受微生物汙染的產品出現混濁、沉澱、顏色變化、PH值改變、發泡、變味，如果是乳化體則可能出現破乳，成塊等。如果防腐劑添加的量不夠，則可能出現微生物適應周圍的生長環境，產生抗藥性，從而導致防腐失效。
大多數的防腐劑都是通過與細胞膜接觸後，與細胞壁的某些組份，主要是與蛋白質反應，破壞微生物細胞的保護結構或幹擾細胞的新陳代謝，影響細胞的正常生長秩序，從而達到防腐的目的，陽離子則主要是通過影響其滲透壓，使細胞膜破裂，收縮和失水，從而進行殺菌。
目前護膚品市場上，被視為安全的防腐劑主要有三種：
1、三梨酸或三梨酸鉀等無毒性防腐劑。
2、維他命E。自身就是抗氧化劑，能防止皮膚和護膚品被氧化。經常被添加作為防腐成分。
3、某些精油，如茶樹精油。本來就具有抗菌作用，可以作為防腐劑的取代成分。
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