Các chất phụ gia thường được kết hợp vào thực phẩm để hỗ trợ quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm hoặc để nâng cao khẩu vị. Chỉ khối lượng nhất định các chất phụ gia đã được chứng minh an toàn theo kết quả xét nghiệm mới được phép đưa vào trong các thực phẩm đưa ra thị trường.

Cân bằng các lợi ích của chất phụ gia (ví dụ như giảm chất thải, tăng sự đa dạng các loại thực phẩm có sẵn, bảo vệ để chống lại các bệnh do thực phẩm) chống lại các nguy cơ thường phức tạp. Ví dụ, nitrit, được sử dụng trong thịt bảo quản, ức chế sự tăng trưởng của loại vi khuẩn Clostridium botulinum và cải thiện hương vị. Tuy nhiên, nitrit chuyển đổi thành nitrosamine, là chất gây ung thư ở động vật. Mặt khác, lượng nitrit bổ sung cho thịt bảo quản là nhỏ so với lượng từ các nitrate trong thực phẩm tự nhiên chuyển thành nitrit qua tuyến nước bọt. Chế độ ăn uống giàu vitamin C có thể làm giảm sự hình thành nitrit trong đường tiêu hoá.

Hiếm khi, một số chất phụ gia (ví dụ, sulfite) là nguyên nhân gây phản ứng nhạy cảm thực phẩm (dị ứng). Hầu hết các phản ứng này được gây ra bởi các thực phẩm thông thường.

Đôi khi có một số lượng hạn chế chất ô nhiễm được cho phép trong thực phẩm bởi vì không thể loại bỏ hoàn toàn chúng mà không làm hỏng thực phẩm. Các chất ô nhiễm thông thường là thuốc trừ sâu, kim loại nặng (chì, ca-di-mi, thủy ngân), các nitrat (trong rau lá xanh), các aflatoxin (ở hạt và sữa), hormon kích thích tăng trưởng (trong các sản phẩm sữa và thịt), lông và phân động vật và các bộ phận côn trùng.

Mức an toàn ước tính của FDA là những mức độ không gây ra bệnh hoặc các tác động bất lợi ở người. Tuy nhiên, chứng minh mối quan hệ nhân quả giữa mức độ phơi nhiễm cực thấp và tác dụng phụ là rất khó; tác dụng phụ lâu dài, mặc dù không chắc, vẫn có thể xảy ra. Các mức độ an toàn thường được xác định bằng sự đồng thuận hơn là bằng các chứng cứ có giá trị.