活的龙虾、大闸蟹等一般都是青绿色的，但是经过烹饪熟透后就会变成鲜艳的橙红色。这是因为虾蟹等甲壳（qiào）类动物的颜色主要取决于甲壳中散布着的色素细胞。在这些色素细胞中，以含有虾青素的细胞为多。
纯的虾青素为橙红色，可与不同种类的蛋白质相结合后，呈现蓝紫或青绿等颜色。遇到高温或虾蟹死亡后，蛋白质被破坏或者发生了变性，与虾青素分离，虾青素即变回为原来的橙红色，也就是虾蟹煮熟后的颜色。
此外强酸、浓酒精、浓盐水及重金属离子都可以使蛋白质变性，所以虾蟹即使没经高温蒸煮但用盐酒等浸渍也会变成红色。
甲壳动物
甲壳类动物因最常见的大形种（如虾、龙虾、蟹等）常具坚硬外壳得名。具二对触角，以鳃呼吸，多数水生，也有少数种类营陆栖、共栖或寄生生活。全世界有3万余种，分布广泛，栖息于海洋、湖泊、江河和池沼。常见的甲壳类动物除虾蟹外，还有丰年虫、哲水蚤、鱼蚤、海萤、藤壶、鼠妇、团水虱、钩虾、糠虾、涟虫、麦秆虫、磷虾、寄居蟹等。
凡是虾青素多的地方，如虾蟹的背部，就显得更红些，而虾青素少的地方，如虾蟹附肢的下部，就显得淡些。蟹的腹部没有虾青素存在，尽管经过蒸煮，也不出现红色。
虾青素（Astaxanthin）于1938年被德国化学家理查德·库恩首次从龙虾体内提取并命名，是取的Astacus（龙虾学名）和Xanthophyll（叶黄素，一种类胡萝卜素）组合而成。
因在活体的虾中，虾青素与蛋白质结合，其光学特性发生改变而呈现出蓝色，所以被叫做虾青素，又名变胞藻黄素或虾红素，是类胡萝卜素的一种，具脂溶性，不溶于水，可溶于有机溶剂。
类胡萝卜素
类胡萝卜素是一种由异戊二烯构成的黄色、橙红色或红色的色素，不溶于水，溶于脂肪和脂肪溶剂。植物、藻类和光合细菌中的类胡萝卜素，能将吸收的光能传递给叶绿素a，是光合作用不可少的光合色素；存在于某些非光合细菌、酵母菌和霉菌中的类胡萝卜素，担负着不受光与氧损害的保护功能。
动物的类胡萝卜素，主要存在于脂肪、卵黄、羽毛、鱼鳞和虾蟹甲壳中，它们一般同蛋白质结合在一起，发挥抗氧化的作用。
此外，类胡萝卜素也有显色作用。许多植物的叶片、果实和花卉的红、橙与黄色（如西红柿的红色），以及一些鸟类、昆虫、鱼和甲壳动物的颜色，都来自类胡萝卜素。
虾青素
虾青素属于萜类不饱和化合物，其化学性质不稳定，属于弱极性化合物。
根据化学结构的不同存在多种异构体，天然虾青素主要以游离虾青素、虾青素单酯和虾青素双酯的形式存在。
结构的差异导致了其生物活性的不同。游离态的虾青素容易氧化，与蛋白质和脂质结合，会形成蓝灰色的复合物，如虾青蛋白含有虾青素，虾卵绿蛋白是虾青素与一种富含磷脂的脂蛋白的复合物，在受到光和热等环境因素影响时会发生氢键断裂，呈现出由蓝灰色至红色的变化。
自然环境中，微藻、细菌、植物和酵母菌等都能够在体内合成虾青素，其中雨生红球藻在自然界中对虾青素的积累量最高，可达到其细胞干重的4%。
雨生红球藻
一般认为，藻类形成虾青素与其抗氧化胁迫有关。当藻细胞处于高光、营养缺乏、高盐等环境胁迫时，虾青素的生物合成途径被激活。由藻类中重要的光合色素β-胡萝卜素开始，在羟化酶和酮化酶的作用下形成虾青素分子。绝大多数动物体内不能直接合成虾青素，也不能把其他类胡萝卜素转化成虾青素，只能通过食物摄入获得。虾青素进入动物体后可以不经转化而直接贮存沉积在组织中，具有极强的色素沉积能力，使一些动物的皮肤和肌肉出现鲜艳的颜色。
洄游的鲑鱼
例如，对于蟹、虾等甲壳类动物，虾青素沉积主要在壳、性腺和肝胰腺上，就鱼类（如鲑鱼、鲷鱼等）而言，由于在不同部位沉积能力的差异，虾青素含量从高至低依次为鱼皮、鱼鳍、鱼鳞、鱼头、鱼肉。因此鱼体表颜色鲜艳，而鱼肉却是白色。而在禽蛋形成过程中，虾青素与脂蛋白结合，通过体循环进入到蛋黄中，转化成棕油酸二酯在蛋黄内沉积，使蛋黄的黄色加深或呈现出红色。贝类中的扇贝、海螺、长旋螺，头足类中鱿鱼和章鱼，还有海星、海参，海胆等也有不同含量的虾青素。
以红蟹为食的美洲红鹮
除了着色，虾青素还有很强的抗氧化功能。在藻细胞内，虾青素不仅可以直接清除超氧自由基，还能吸收一定量的蓝光，对光合系统起到遮光保护作用，如同“遮阳伞”。同时，虾青素的生物合成过程也消耗大量的氧分子，从而有效避免超氧自由基的形成。
超氧自由基过量是导致机体氧化损伤的主要因素。虾青素具有诱捕活性氧、增强细胞阻断氧化应激的能力，能通过清除过量的超氧自由基发挥其抗氧化功能。其抗氧化活性远远优于其他类胡萝卜素，是维生素C的6 000倍，是维生素E 的 550~1 000 倍，是花青素的200倍，因此，也有人称其为“抗氧化之王”。