Den primära verkningsmekanismen för mjukgörare involverar att penetrera utrymmena mellan polymermolekylkedjor för att försvaga de inneboende intermolekylära interaktionerna och därigenom förbättra rörligheten hos molekylära segment. Med PVC som exempel, finns starka polära interaktioner mellan PVC-molekylkedjor, vilket resulterar i hög styvhet och låg flexibilitet vid rumstemperatur. Vid tillsats av ett mjukningsmedel sprids mjukningsmedelsmolekylerna relativt likformigt mellan PVC-kedjorna, vilket ökar avståndet mellan polymersegmenten och minskar intermolekylära krafter. Följaktligen kan PVC-kedjorna lättare röra sig relativt varandra under yttre påkänningar, vilket leder till förbättrad flexibilitet och töjningsegenskaper.
Mjukgörare förändrar i huvudsak det dynamiska tillståndet hos PVC-molekylkedjor. Utan mjukgörare är PVC-kedjor tätt packade och segmentrörligheten är avsevärt begränsad, vilket gör att materialet ser hårt och sprött ut. När en lämplig mängd mjukgörare tillsätts fungerar molekylerna som "smörjmedel" och "distanser" mellan polymersegmenten, vilket minskar begränsningarna som binder PVC-kedjorna. När mjukningsmedelsdosen ökar, sjunker glasövergångstemperaturen för PVC typiskt, vilket tillåter molekylkedjor att uppvisa rörlighet vid lägre temperaturer; detta resulterar i ett material som är mjukare, mer elastiskt och lättare att böja. Men att bara tillsätta mer mjukgörare är inte alltid fördelaktigt; överdriven användning kan äventyra materialets styrka och leda till problem som migration av mjukgörare och utsöndring.
Effektiviteten hos ett mjukgörare beror också på dess molekylära struktur och dess kompatibilitet med PVC. Mjukgörare med god kompatibilitet förblir stabila mellan PVC-kedjor och bibehåller en jämn fördelning genom hela materialet, vilket ger överlägsen mjukning. Omvänt, om kompatibiliteten är dålig, tenderar mjukgöraren att migrera från det inre till ytan under bearbetning eller långvarig-användning, vilket gör att produkten blir klibbig, utsöndrar vätska eller gradvis hårdnar. Därför måste, i faktisk produktion, typen och doseringen av mjukgörare väljas baserat på den avsedda användningen av PVC-produkten, vilket balanserar ökad flexibilitet med materialstyrka, värmebeständighet, migrationsmotstånd och-långtidsstabilitet.
