Auf molekularer Ebene ist Caprylylglykol ein kleines Molekül mit der Formel C8H18O2: eine gerade Kette aus acht Kohlenstoffatomen, an deren erstem und zweitem Atom je eine Hydroxylgruppe sitzt. Diese beiden polaren Gruppen können Wasserstoffbrücken zu Wassermolekülen bilden, während der übrige Teil der Kette aus sechs Kohlenstoffatomen ohne Hydroxylgruppe fettlöslich ist. Daraus ergibt sich der amphiphile Charakter, der moderate Wasserlöslichkeit mit guter Verträglichkeit gegenüber kosmetischen Lipiden verbindet. Diese Doppelnatur erklärt, warum der Stoff Emulsionen stabilisieren und das sensorische Profil einer Rezeptur verändern kann.
Als Humektant funktioniert Caprylylglykol über seine wasseranziehenden Hydroxylgruppen, die Feuchtigkeit anziehen und in der Haut halten. Als Emolliens legt er sich wie ein Gleitfilm auf die Hautoberfläche. Das CIR beschreibt die 1,2-Glykole als Stoffgruppe, die überwiegend zur Haut- und Haarpflege eingesetzt wird, und ordnet Caprylylglykol zusätzlich eine konservierende Rolle zu; der zugehörige Bericht ist unter der PubMed-Nummer 23064773 veröffentlicht. Ob und wie stark die pflegenden Effekte in einem konkreten Produkt auftreten, lässt sich aus der Funktionsangabe allein nicht ableiten.
Die antimikrobielle Wirkung beruht nach Rohstoffbeschreibungen darauf, dass 1,2-Glykole die Integrität der Zellmembran von Mikroorganismen beeinflussen. Dieser Mechanismus macht den Stoff zu einem Verstärker für Konservierungssysteme: Er erhöht die antimikrobielle Aktivität anderer Konservierungsstoffe, sodass diese in geringerer Menge auskommen, und gilt als eigenständig konservierend, obwohl CosIng diese Funktion nicht als Eintrag führt. 25sevenskin berichtet von einer Laboruntersuchung, in der 1,2-Octandiol im Reagenzglas zwei Staphylokokken-Arten, nämlich S. aureus und S. epidermidis, deutlich abtötete, veröffentlicht unter der PubMed-Nummer 31292342. Dieselbe Quelle nennt Wiederholungs-Epikutantests mit jeweils 200 Probanden, in denen ein Konservierungssystem aus 1,2-Hexandiol und Caprylylglykol keine verzögerten allergischen Reaktionen vom Typ IV auslöste, veröffentlicht unter der PubMed-Nummer 19514921.
Zur Evidenzlage liegen für Caprylylglykol in erster Linie Sicherheits- und Labordaten vor, keine umfangreichen klinischen Wirksamkeitsstudien an Verbrauchern. Die oben genannten Untersuchungen sind hier nur so wiedergegeben, wie die Quelle sie zusammenfasst; die Originalarbeiten standen für diesen Artikel nicht zur Verfügung. Die Laborwirkung gegen Staphylokokken belegt eine Eigenschaft des Reinstoffs im Reagenzglas und sagt nichts über eine Wirkung auf der Haut aus. Für Aussagen zur Feuchtigkeitswirkung stützen sich die Quellen auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Moleküls und auf die Funktionsangaben in CosIng, die ausdrücklich keinen Wirkungsnachweis für ein fertiges Produkt darstellen. Wer belastbare Zahlen zu Hautfeuchte oder Hautglättung sucht, findet sie für diesen Hilfsstoff derzeit nicht in den zugänglichen Quellen.