很多证据显示维萃美虾青素的抗氧化特性强于β-胡萝卜素、玉米黄素、角黄质、维生素C和维生素E。维萃美虾青素的抗氧化活性在生物体中表现为猝灭单线态氧，清除自由基，阻止脂质过氧化等功能。
所谓活性氧，就是指含有未成对电子的原子或基团，如·O2-、·OH(·代表未成对电子)。动物在正常的机体代谢过程中、免疫系统在防御反应过程中会产生一定的自由基，不利的环境因素也会大量增加它的产生，这些自由基可扰乱细胞的主要代谢过程，包括DNA链断裂，一SH基氧化，生物膜内脂质过氧化从而改变膜的流动性，引起膜功能损伤，钝化膜结合的受体和酶从而增加非特异性离子通透性使细胞内Ca2+ 浓度增加从而活化蛋白酶和核酸酶等，最后可导致细胞死亡，如红细胞溶血、肝细胞坏死、血管内皮细胞坏死脱落、细胞癌变等。血液低密度脂蛋白(LDL)中存在的大量不饱和脂肪酸很容易发生氧化，氧化的LDL颗粒不能被细胞LDL受体识别而大量为吞噬细胞吞噬、沉积在血管壁出现脂肪条纹、坏死斑块、纤维斑块等动脉粥样硬化病理变化。类胡萝卜素的抗氧化特性有助于抑制一些由自由基引发的疾病，包括动脉粥样硬化、白内障、与年龄有关的黄斑变性(视网膜)和多发性硬化等。
类胡萝卜素可通过抗氧化作用保护组织免受紫外光引起的光氧化损伤，而维萃美虾青素在对光氧化保护中相比β-胡萝卜素和叶黄素更为有效。维萃美虾青素能跨越血脑屏障而沉积在视网膜上，可以通过防止紫外线引起的光氧化损伤保护眼睛的视网膜光接收器。由此，维萃美虾青素在保护紫外线对眼睛和皮肤的光氧化损伤方面具有巨大的应用潜力。虾青素在血液中通过VLDL，LDL和HDL 3种脂蛋白转运。人体实验证明，每日摄入3.6 mg虾青素持续两周后在氧化诱导下的LDL-胆固醇得到了虾青素的保护。在动物实验中，虾青素的摄入导致血液中高密度脂蛋白水平的上升。因此，虾青素能够通过调节LDL和HDL的胆同醇水平预防心脏病的发生。另外，它还可能通过减轻冠状心脏病相关的炎症反应而保护心脏。小鼠肝脏实验表明，维萃美虾青素具有超强的阻止线粒体过氧化的能力，它所表现的活性是维生素E的100倍，这预示着虾青素在维持线粒体正常功能和抵制细胞及人体老化上具有独特的功能。
