De chemische naam van het molecuul is 2-Phenyl-1H-benzimidazol-5-sulfonsäure en de formule is C13H10N2O3S. De molaire massa bedraagt 274,30 g/mol. Het behoort tot de organische UV-filters; de bron classificeert Phenylbenzimidazole Sulfonic Acid specifieker als een oplosbaar organisch UVB-filter. In formules worden ook zouten van het zuur gebruikt, omdat het vrije zuur slechts moeizaam oplosbaar is in water.
Het werkingsmechanisme van organische UV-filters berust op het opnemen van energie uit ultraviolet licht. Wanneer een foton met de juiste energie het molecuul raakt, kan een elektron overgaan naar een hoger energieniveau. Bij de terugkeer naar de oorspronkelijke toestand wordt de opgenomen energie afgegeven als warmte of als straling met een langere golflengte. Voor PBSA wordt hieruit een filterwerking afgeleid die vooral in het UVB-bereik van ongeveer 280 tot 320 nm ligt.
De absorptie van UVB is de belangrijkste bijdrage van dit filter; de bescherming tegen UVA is daarentegen beperkt. Eén bron beschrijft een bijzonder geringe filterwerking tussen 340 en 400 nm. Op formuleniveau betekent dit dat PBSA kan worden gecombineerd met een filter dat UVA beter afdekt. Als mogelijke combinaties worden onder andere Avobenzone, Bemotrizinol, Titandioxid en Zinkoxid genoemd.
De absorptie en afgifte van energie verklaren waarom de stof als UV-filter wordt gebruikt, maar beschrijven het moleculaire mechanisme en niet op zichzelf een meetbaar effect van elk afzonderlijk eindproduct. De eigenschappen van een filtersysteem in cosmetische producten zijn ook afhankelijk van de andere gebruikte filters en de formulering van het product. Verschillen tussen organische filters hebben onder meer betrekking op het absorptiebereik, de fotostabiliteit, de oplosbaarheid en het penetratievermogen. Daarom blijft de onderbouwde classificatie van de hier beschreven stof beperkt tot de aangetoonde functie als voornamelijk UVB-filter en lichtabsorbeerder.