Astaxantin er en kraftig antioksidant som er mye mer effektiv enn tradisjonelle antioksidanter på flere måter. Astaxantins antioksidantnivå er anslått å være 500 ganger sterkere enn vitamin E, 6000 ganger sterkere enn vitamin C, 3100 ganger sterkere enn nattokinase, og 200 ganger sterkere enn antocyaniner.

Dette skyldes at astaxantin effektivt kan nøytralisere flere typer frie radikaler, inkludert hydroksylradikaler, superoksid-anioner og singlet oksygen. Noen tradisjonelle antioksidanter kan være effektive bare mot spesifikke typer frie radikaler.

Astaxantin har en unik kjemisk struktur som gjør det til en kraftig antioksidant. Dets kjemiske formel er C₄₀H₅₂O₄, med en molekylvekt på 596,86 g/mol. Molekylstrukturen til astaxantin inkluderer en langkjede polyenstruktur med et konjugert dobbeltbinding-system i midten, noe som gir det evnen til å absorbere lys og fjerne frie radikaler.

I endene av molekylstrukturen inneholder astaxantin to epoksidgrupper. Disse ringstrukturene gir astaxantin en ekstremt høy antioksidantkapasitet, som effektivt nøytraliserer oksygenradikaler, og beskytter cellemembraner mot oksidativ skade.