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葉黃素（英語：Lutein）是目前已經發現的六百多種天然類胡蘿卜素中的一種，屬于光合色素，具親脂性而通常不溶于水，分子式為C40H56O2；以脂肪酸酯化型存在于橙黃色蔬果或是花朵中，而以游離型存在于綠色蔬菜與某些藻類中；將植物內的酯化型葉黃素皂化，可制備游離型葉黃素。對于游離型是否比酯化型容易吸收利用，目前科學沒有明確結論。
雖然在蛋黃和動物脂肪中也可找到葉黃素，但動物無法自行制造，必須從食物攝入，所以眼睛黃斑部與雞蛋蛋黃的黃顏色均來自食物內的葉黃素。
葉黃素是一種抗氧化物，并可以吸收短波長光線（如藍光等對眼睛有害光線），這是因為其結構中有一多烯鏈，是一種含共軛雙鍵的長鏈發色團，可提供獨特的吸收光線性質；而此多烯鏈又容易被光或熱氧化降解，在酸性環境下也不穩定。
葉黃素和玉米黃素都因為本身的橙紅色而被用作天然的色素。因為葉黃素吸收藍光，所以在低濃度時為黃色，在高濃度時為橙黃色。
葉黃素傳統被用作喂飼雞只，可以令雞皮呈現黃色。葉黃素也令蛋黃更深的黃色。葉黃素比較不穩定，在其他的著色劑存在的情況之下，不會用作食品的著色劑。
葉黃素的市場可分為藥用，保健食品，普通食品，寵物食品及動物及魚類飼料。藥用市場估計每年總值一億九千萬美元。保健食品及普通食品估計每年總值一億一千萬美元，然而不同產品內容物差異大，實際功效將有差異。而寵物食品及其他產品估計每年總值一億七千五百萬。除了慣常在年齡相關性黃斑點退化的應用外，現在較新的應用都在化妝，美容及用作抗氧化劑的范圍。
在人類視網膜上的視網膜黃斑有大量的葉黃素聚集，而視網膜黃斑是負責中央視力的地方。葉黃素有助保護眼睛免受氧化及高能量光線傷害。有研究稱攝取葉黃素和眼睛內的色素沉著有直接的關系，亦有其他的研究稱加強黃斑點中的色素沉著可減低患上黃斑部退化(AMD)等眼疾的風險。
由于現時唯一關于葉黃素對眼睛健康的隨機臨床試驗只屬于小型研究，所以需要更多深入的研究才可進一步了解葉黃素對視力的影響。
葉黃素是人類日常食用生果及蔬菜時可吸收到的營養素，如果缺乏葉黃素可服用補充劑，而消化系統較差的老年人，可以使用舌下的噴劑來補充葉黃素，早在1996年葉黃素已被加入為膳食補充劑。
另外，對于過量吸取葉黃素會對肝臟造成多余的負擔，臺灣目前法規訂定膠囊、錠狀保健食品葉黃素添加上限為30mg/d,美國因為葉黃素不是主要營養FDA對它沒有規定，但有推薦上限為20mg/d。
現在還未知葉黃素和葉黃素酯之間的功能差別，但葉黃素酯在人體中需經去酯化才能被轉化使用；有部分研究表示葉黃素酯生物利用度較低，不過至今并沒有太多嚴謹的完整報告。
部分研究報導表示，由于游離型葉黃素已透過水解技術去除脂肪酸，分子量大幅減少，約只有酯化型的1/2，不需經過人體消化過程，可以直接在小腸被吸收，轉變成人體所需的營養素，所以游離型葉黃素會比脂化型的還要容易吸收。 相較之下，酯化型葉黃素雖在價格上較便宜，但酯化型葉黃素因帶有2個酯鍵，除分子量較游離型約大2倍外，還需經過身體消化酵素去酯化后才能被吸收利用，因此吸收利用率會較差。若只從含量來看，酯化型葉黃素可能含有高劑量，但其實并不容易吸收，且酯化型葉黃素容易堆積在體內，長期攝取可能囤積過多，反而造成肝臟代謝負擔。
多種綠葉的蔬菜如菠菜、芥菜、生菜、西蘭花、冬瓜、青蘿卜、玉米、金盞花等都含有非常大量的葉黃素，正常均衡的日常飲食就可攝得比補充劑更多的量。雞蛋蛋黃含有豐富的葉黃素及玉米黃素，生物可利用率是綠色蔬菜的三到四倍。