研究表明，猝灭活性氧能力随着共轭双键数的增加而增加，虾青素的猝灭能力是的，其猝灭分子氧的能力比具有相同结构的β-胡萝卜素、维生素E、α-胡萝卜素、叶黄素和番茄红素都高。整合进膜系统的虾青素通过对脂质体的，抑制脂质过氧化，还可以保护细胞及DNA免受氧化反应的伤害，保护细胞内的蛋白质，使细胞有效进行，使细胞内的蛋白质更好地发挥功能。这种抗氧化作用表现在延长（LDL）被氧化的时间，从而降低的发生。

另外，实验表明，虾青素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岐化酶的蛋白表达均有增加，其生物学活性也有，而这些物质在体内均起到较好的抗氧化作用。