合成色素即人工合成的色素，其优点不少，如色泽鲜艳，着色力强，色调多样，但它有一个大缺点，即具毒性（包括毒性、致泻性和致癌性）。这些毒性源于合成色素中的砷、铅、铜、苯酚、苯胺、乙醚、氯化物和硫酸盐，它们对人体均可造成不同程度的危害。中国1982年公布了《食品添加剂使用卫生标准》，其中规定了只能使用5种合成色素，并定出了最大使用量，如合成色素的纯色素含量不得低于85～99%，1公斤合成色素中砷的含量应在1毫克以下，铅在10毫克以下，铜在20毫克以下，每100克色素中，苯酚不应超过5毫克，苯胺不应超过4毫克，各种氯化物不应超过0.5%等，这些规定是为了限制色素中的杂质，以减少对人体的毒害。
分类
中国允许在食品中添加的合成色素共计28种，合成色素的分类如下所示：
有机合成色素：苋菜红、
胭脂红、
柠檬黄、新红、赤藓红、诱惑红、日落黄、亮蓝和靛蓝及其铝色淀，喹啉黄。
无机合成色素：二氧化钛和合成氧化铁
天然等同合成色素：β-胡萝卜素，番茄红素
其他合成色素：叶绿素铜钠（钾）盐：叶绿素铜（钾）盐
有机合成色素的铝色淀是通过纯有机合成燃料与氧化铝反应后，经清洗和干燥等工序，使水溶性色素沉淀在不溶性基质上所制备的特殊着色剂，其不溶于任何介质，通过扩散在某种载体中（如砂糖、油、甘油、糖浆）进行着色。
有机合成色素从结构上分为偶氮色素类（苋菜红、胭脂红、日落黄、柠檬黄等）和非偶氮色素类（赤藓红、亮蓝、靛蓝等）。这些色素的分子量在450-880之间，最大吸收波长在428-630nm之间。其耐氧化还原性能均较差；耐热、耐光性能稳定（靛蓝除外）；胭脂红、诱惑红、日落黄、靛蓝在碱性条件下不稳定，赤藓红、靛蓝在酸性条件下不稳定。
种类信息
根据对合成色素进行的分类，由于有机合成色素种类较多，所以在基本信息介绍部分主要分为有机合成色素和其他合成色素进行介绍，见表1、表2所示。
表1.有机合成色素的基本信息
表2、其他合成色素的基本信息
安全评价
有机合成色素安全性评价
对食用合成色素的安全性存在争议主要集中在有机合成色素，有机合成色素可以改善商品外观并吸引消费者购买，于是有不法分子在利欲驱使下，突破允许使用品种、范围和数量，滥用、重剂量使用色素，更使食品安全面临挑战。
食用色素对人体有危害，主要是由于食用合成色素多以苯、甲苯、萘等化工产品为原料，经过磺化、硝化、偶氮化等一系列有机反应而成，大多为含有R —N N —R′键、苯环或氧杂蒽结构化合物。因而许多合成色素有一定毒性，必须严格控制使用品种、范围和数量，限制每日允许摄入量(ADI) 。有些色素长期低剂量摄入，也存在致畸、致癌的可能性。
胭脂红作为一种偶氮化合物在体内经代谢生成β-萘胺和α-氨基-1-萘酚等具有强烈致癌性的物质，胭脂红与欧盟标准禁用的苏丹红Ⅰ同属于偶氮类色素，偶氮化合物在体内可代谢生成致突变原前体，芳香胺类化合物，芳香胺被进一步代谢活化后成为亲电子产物与DNA 和RNA 结合形成加合物而诱发突变。
有研究表明食用合成色素能加重或恶化多动症症状。有些合成色素是偶氮类物质，而偶氮类物质已被确定为不安全的，具有潜在的过敏反应和致癌性。前苏联在1968-1970年曾对苋菜红这种食用合成色素进行了长期动物试验，结果发现致癌率高达22%。美、英等国的科研人员在做过相关的研究后也发现，不仅是苋菜红，许多其它的合成色素过量摄入也对人体有伤害作用，可能导致生育力下降、畸胎等等，有些色素在人体内可能转换成致癌物质。特别是偶氮化合物类合成色素的致癌作用更明显。此外，许多食用合成色素除本身或其代谢物有毒外，在生产过程中还可能混入砷和铅。
GB 2760许可的有机合成色素基本上都是JECFA规定了ADI值的准许在食品中使用的着色剂，这些着色剂在纯度上符合食品级的规格要求，因此按照GB 2760在食品中使用不会对人体造成任何伤害。
无机合成色素安全性评价
二氧化钛是稳定的无机合成色素，对于光、氧气、pH的变化和微生物都很稳定。二氧化钛已经经过了许多安全检验，发现没有基因毒性，没有致癌性，在大鼠、狗、猪和兔子的试验中都没有毒害作用。
天然等同合成色素安全性评价
当第一个合成的类胡萝卜素—β-胡萝卜素被建议作为食品着色剂使用时，尽管人们相信β-胡萝卜素，但仍进行了一系列的试验。很多人认为合成的制剂可能包括少量的污染物，但β-胡萝卜素经口急性毒性非常低。大量的证据表明β-胡萝卜素对人体是无害的。然而，也有一些证据表明人体摄入过多的β-胡萝卜素会导致胡箩卜素过多症而使皮肤呈橘黄色。JECFA规定所有类胡萝卜素着色剂的ADI值为0~15mg/kgbw。无论是合成β-胡萝卜素，还是合成番茄红素，都具有天然等同物的化学结构，人类长期的食用史证明其对人体不会造成任何危害。
叶绿素铜钠（钾）盐安全性评价
叶绿素铜钠（钾）盐是天然叶绿素经化学改性后的铜叶绿素，经动物试验安全性高，出美国仅允许在牙膏中使用外，世界其他各国普遍许可其在食品中使用。铜叶绿素仅仅是用铜离子取代叶绿素中的镁离子而得到的稳定络合物，虽然经过了化学改性，但也经常被认为属于天然色素。
检测
鉴于食用合成色素的不安全性，国家也加强了对合成色素的监管，制订了食品添加剂使用标准（GB 2760-2011），另外对合成色素的检测也非常重要，国家标准食品中合成着色剂的测定标准（GB/T 5009.35-2003）中规定了对新红、柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、赤藓红、亮蓝、靛蓝这8中合成色素的3种检测方法，分别为高效液相色谱法、薄层色谱法、示波极谱法。
1.高效液相色谱法
食品中人工合成着色剂用聚酰胺吸附法或液-液分配法提取，制成水溶液，注入高效液相色谱仪，经反相色谱分离，根据保留时间定性和与峰面积比较进行定量。
2.薄层层析法
薄层层析法原理是依据水溶性酸性合成着色剂在酸性条件下被聚酰胺吸附，而在碱性条件下解吸附，再用纸色谱法或薄层色谱法进行分离后，与标准比较定性、定量。该方法具有操作简单的特点。
3.示波极谱法
食品中的合成着色剂，在特定的缓冲溶液中，在滴汞电极上可产生敏感的极谱波，波高与着色剂的浓度成正比。当食品中存在一种或两种以上互不影响测定的着色剂时，可用其进行定性定量分析。缺点是存在着色剂较多或存在干扰，将不能准确测定。
4.其他方法
其他检测合成色素的方法有微柱法、导数伏安法、毛细管电泳法、静电离子色谱法、光谱扫描法。
事件
根据对合成色素的安全性评价，有机合成色素存在潜在危害性，并且在现实生活中，也多次曝出违法使用有机合成色素的食品安全事件。
1.2005年5月，国家质检总局对江苏、北京、上海等10个省、市33家企业的熏煮火腿抽查结果，共检查了40种产品，合格率为60.0%。天津质检四站的工作人员在检查中发现有在熏煮火腿中违规添加胭脂红人工合成色素的产品，并将企业名单予以公布。
2.2006年3月12日报道，沈阳市公安局巡警支队打假办和大东区工商分局的联合检查人员，发现了盐酸加胭脂红浸泡给红毛丹染色的加工点。据介绍，加工过程中，使用盐酸和名为胭脂红的食品着色剂混合成染料，将白色、青色的未成熟红毛丹浸泡着色，然后加价在水果批发市场上批发出去。
3.同济大学的蔡智鸣等随机采集了上海市市售的部分饮料类、肉制品类、糖果类食品，对食品中人工合成色素胭脂红的含量进行了检测。结果发现，随机采集的5种不允许添加的肉制品中如腊肠、调理鸡肉制品、调理牛肉制品、叉烧、卤肉（熟肉制品）中均检测出胭脂红，属于违法食品。而在山楂片中的胭脂红超过规定用量，葡萄酒、花雕酒、红肠肠衣、干玫瑰的胭脂红含量虽然没有超标，但接近96年版卫生标准的最高允许使用量。
4.2011年4月11日，上海染色馒头被曝光，过期馒头加着色剂柠檬黄=玉米馒头。涉案的上海盛禄食品有限公司不仅存在伪造生产日期的问题，更是将过期的馒头“再利用”，着色剂柠檬黄、甜蜜素、防腐剂齐上阵，随意制造白面、玉米馒头，每天制作三万个，都发往正规超市，而工人却打死不吃自己制作的染色馒头。
5.2011年4月13日半岛都市报报道，柠檬黄染出三黄鸡，还有色素染出的其他中餐，饭店厨房成染色工厂。
6.2011年5月11日，重庆江津区蔡家镇的一家“染色豆瓣”厂被查，为了让豆瓣的颜色更鲜亮，违规在其中添加“胭脂红”和“日落黄”。
7.2011年5月17日福建泉州南安市一家名叫“麦唯食品厂”的食品黑作坊生产的烤肉和鸡排等肉类食品都添加了国家禁止添加的胭脂红、柠檬黄和日落黄等食品添加剂。
8.2011年10月23日报道，北京华联精品超市爆出“瘦肉馅添加染色剂”——日落黄。北京市民胡先生在华联精品超市三里屯店，买了一盒包装好的廋肉馅，回家后精心烹制的丸子汤却成了红色，超市方面也在接受媒体采访时承认：肉里面添加了一种叫做“日落黄”的添加剂，而“日落黄”是超市员工带劲商场，添加进去的。
9.2012年2月9日，哈尔滨食品药品监督管理部门对红牛进行查证的过程中却发现，红牛饮料配料中含有国家不允许在维生素功能饮料中使用的人工合成色素胭脂红等诸多问题。
10.2012年11月25日，山东威海荣成市调查发现，一些海虾加工企业靠添加胭脂红色素来给海虾提色。每年秋冬之交，是包括青岛在内一些沿海城市渔民晾晒海米、虾干的大号季节，但一些不法分子却为了追求海米的好卖相，偷偷地用一些化学色素进行染色“美容”，使生产出的干海鲜产品色泽鲜艳。
11.2013年7月17日，国家质检总局公布了5月份进境不合格食品化妆品信息，共检出质量安全不合格的进口食品137批次、化妆品26批次。其中一家公司从美国进口的M&M’s黑巧克力豆被检出日落黄超标，而玛氏公司却不作回应。