近年来，随着虾青素的重要生理功能及巨大经济价值逐渐被人们所认知，国内外对虾青素功能性质的研究日益增多，尤其是在抗氧化、增强免疫、预防心血管疾病、防紫外线辐射等方面。
抗氧化
虾青素是一种链断裂型抗氧化剂，具有极强的抗氧化作用。机体在正常生命活动如呼吸链电子传递、体内其他物质氧化过程中可产生少量氧自由基，在受到化学试剂、紫外辐射等刺激情况下，会产生大量氧自由基。这些自由基能引起生物膜上的脂质过氧化、氨基酸氧化、蛋白质降解和DNA损伤，还能使细胞膜上的不饱和脂肪酸发生链式反应，从而影响细胞的构成。虾青素不但可以淬灭单线态氧，直接清除氧自由基，还能阻断脂肪酸的链式反应。
研究发现，多种类胡萝卜素猝灭分子氧的能力强弱排序为：虾青素＞α-胡萝卜素＞β-胡萝卜素＞红木素＞玉米黄质＞黄体素＞胆红素＞胆绿素。Lee等通过比较共轭双键数不同的叶黄素、玉米黄质、番茄红素、异玉米黄素和虾青素5种类胡萝卜素及其衍生物在豆油光氧化作用中淬灭活性氧的作用，发现淬灭活性氧的能力具有随共轭双键的增加而增加的特性，并且虾青素的淬灭性能最强。也有研究人员应用硫代巴比妥酸法，以含亚铁离子的血红素蛋白作为自由基产生者、亚油酸为接受者，检测各受试类胡萝卜素及其衍生物和α-生育酚（VE）清除自由基的半数效应剂量ED50（见表1），同样发现虾青素具有最强的清除自由基能力。
近年来也有不断的研究证明，虾青素的抗氧化作用较α-生育酚强百倍以上，有“超级VE”之称。同时，虾青素能有效地防止磷脂和其它脂类的过氧化。此外，虾青素也可以增加抗氧化酶活性和蛋白质表达，不同剂量虾青素使动物细胞内过氧氢化酶和超氧化歧化酶的蛋白表达均有显著增加，其生物学活性也有明显提高。
增强免疫
Jyonouchi等关于虾青素和类胡萝卜素对小鼠淋巴细胞体外组织培养系统的免疫调节效应的研究中，发现虾青素具有很强的免疫调节作用。实验表明虾青素可显著促进小鼠脾细胞对胸腺依赖抗原（TD-Ag）反应中抗体的产生，提高依赖于T专一抗原的体液免疫反应的结论。
同时，人体血细胞的体外研究中也发现虾青素和类胡萝卜素均显著促进TD-Ag刺激时的抗体产生，分泌IgG和IgM的细胞数增加，而补充虾青素可以部分恢复老年小鼠对TD-Ag反应时的抗体产生，有助于恢复老龄动物的体液免疫。
Chew等关于小鼠摄食β-类胡萝卜素、虾青素和斑蝥黄对脾细胞功能影响的研究结果显示，β-类胡萝卜素和虾青素有明显增强小鼠脾淋巴细胞功能的作用，以增强机体免疫力。
另外，虾青素还能提高人体免疫球蛋白的产生，以及增强小鼠释放白细胞介素-1和肿瘤坏死因子的能力，其作用比β-胡萝卜素和角黄素更强。因此，虾青素有很强的诱导细胞分裂的活性，具有重要的免疫调节作用。
对心血管疾病有益处
临床医学研究表明，低密度脂蛋白（LDL）的氧化是导致动脉硬化的重要原因，人体中LDL浓度越高，加之血小板沉积使血管变细阻碍血流速度，机体患动脉硬化的风险就越大[30]。通常LDL以非氧化状态存在，氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）可使细胞转化成泡沫细胞并且出现脂纹，而炎性血管壁泡沫细胞的存在将导致氧化能力增强、周围平滑肌细胞增生以及动脉变窄。
流行病学和临床数据表明，膳食中的抗氧化剂能预防心血管疾病。这也是虾青素能有效预防动脉粥样硬化的重要原因。此外，虾青素还可减少巨噬细胞在动脉斑块中的渗入，防止粥样物的形成，起到稳定斑块的效应。Murillo等通过研究发现，虾青素在机体内具有显著升高HDL、降低LDL的功效。因此，虾青素具有预防动脉硬化、冠心病和缺血性脑损伤等心血管疾病的作用。
防紫外线辐射
研究表明，皮肤等组织暴露于强光尤其是紫外光下，可导致细胞膜及组织产生单原子氧和自由基，使机体受到氧化损伤。
当机体从食物中摄取充足的抗氧化剂如β-胡萝卜素为代表的类胡萝卜素时，则能有效降低这些伤害。自然界中的类胡萝卜素在保护组织、抵御紫外光氧化中起着重要作用。
而虾青素则具有比β-胡萝卜素和叶黄素等更有效地防止紫外线辐射伤害的特性；另一方面，虾青素对谷氨酰胺转胺酶（Transglutaminase）具有特殊作用，能够在皮肤受到光照时消耗腐胺，以防止腐胺的积累。
在日本，针对虾青素进行了相应的皮肤保护试验，结果显示，虾青素对皮肤张力、润湿度、色调、弹性、光滑度等方面，均有明显改善效果。因此，虾青素可作为潜在的紫外线辐射保护剂，对于保护细胞膜和线粒体膜免受氧化损伤，阻止皮肤光老化，维护皮肤健康起着重要的作用。
