Farbstoffe werden zugesetzt, um verarbeitungsbedingte Farbverluste auszugleichen und das Lebensmittel optisch aufzuwerten. Farbstoffe dürfen unverarbeiteten und frischen Lebensmitteln sowie Fruchtsäften, Fisch, Fleisch und Geflügel nicht zugesetzt werden. Vorzugsweise werden sie daher bei Nährmitteln, Kunstspeiseeis, Obstprodukten und Süßwaren eingesetzt.
Bei den Farbstoffen unterscheidet man zwischen natürlichen Farbstoffen, wie z. B. Betanin aus der roten Bete, und naturidentischen Farbstoffen, bei denen ein chemischer Nachbau natürlicher Farbstoffe vorgenommen wird. Darüber hinaus gibt es eine Reihe von künstlichen Farbstoffen, die nicht in der Natur vorkommen. Synthetische Farbstoffe werden wie die naturidentischen Farbstoffe aus den Grundstoffen der Erdölchemie hergestellt. Die Synthese macht es möglich, ihre Eigenschaften gegenüber natürlichen Farbstoffen gezielt zu verbessern. So ist die Farbstabilität bei künstlichen Farbstoffen häufig wesentlich größer als bei natürlichen. Eine Gesundheitsgefährdung durch bestimmte Farbstoffe, insbesondere durch synthetische Azofarbstoffe , kann bei Allergikern gegeben sein.
In Deutschland ist die Verwendung von synthetischen Farbstoffen inzwischen stark zurückgegangen. Insbesondere im Süßwarenbereich werden von vielen Herstellern natürliche Pflanzensäfte aus Spinat, Paprika, Kurkuma, Traubensaft, Heidelbeere und rote Bete zur Färbung eingesetzt; auf bestimmte Farben , zum Beispiel Blautöne, wird weitestgehend verzichtet. Dieser Trend zu natürlichen Farbstoffen wird von der EU jedoch ignoriert. In der neuen EU-Farbstoffrichtlinie werden insgesamt 43 Farbstoffe für die Zulassung in allen EU-Mitgliedsländern genannt. Hierzu gehören fünf synthetisch hergestellte Farbstoffe, die bisher in Deutschland nicht zugelassen sind: Rot 2G (E 128), Allurarot AC (E 129), Brillantblau FCF (E 133), Braun FK (E 154) und Braun HT (E 155).