Chemiczne dodatki do żywności mogą pochodzić ze źródeł syntetycznych lub naturalnych i są zwykle wykorzystywane do jednego z czterech celów. Służą jako konserwanty żywności, przedłużające okres przydatności do spożycia i zapobiegające psuciu się w warunkach wysokiej temperatury i wilgotności, są używane jako barwniki i wzmacniacze smaku lub są dodawane w celu zwiększenia wartości odżywczej żywności. Przetworzona żywność zwykle zawiera wiele chemicznych dodatków do żywności, które są wprowadzane do produktów w niewielkich ilościach, ale najczęstszymi dodatkami do żywności luzem są te zaprojektowane jako wzmacniacze smaku. Należą do nich naturalny cukier, syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy i sztuczne słodziki, takie jak aspartam. Inne popularne wzmacniacze smaku obejmują glutaminian sodu (MSG) i naturalne przyprawy pochodzenia syntetycznego lub naturalnego, takie jak smaki mięty zielonej, migdałów i wanilii.
Chociaż słodziki są najczęstszą kategorią dodatków do żywności, dwa inne dodawane specjalnie ze względu na korzyści zdrowotne są również bardzo rozpowszechnione. Należą do nich mineralny jod, który jest zwykle dodawany jako jodek potasu, aby służyć zarówno jako konserwant, jak i zapobiegać chorobom tarczycy spowodowanym brakiem tego związku w diecie, oraz witamina D, która jest dodawana do mleka w celu zapobiegania chorobom kości, a także promować zdrowie oczu i skóry. Zarówno jod, jak i witamina D są dodawane do żywności w Stanach Zjednoczonych od lat 1920. i 1930. XX wieku.
Innym kluczowym obszarem, w którym stosuje się naturalne dodatki w celu wzmocnienia wartości odżywczych żywności, jest dodatek witamin z grupy B, żelaza i kwasu foliowego do przetworzonej białej mąki. Większość z tych witamin jest naturalnie obecna w mące, ale jest tracona podczas procesu mielenia. Są one dodawane z powrotem do produktu końcowego od lat 1940. XX wieku, aby zapobiegać chorobom takim jak pelagra i beri-beri u dzieci i dorosłych oraz rozszczep kręgosłupa u noworodków.
Chociaż sztuczne dodatki mogą należeć do około 20 różnych kategorii. od środków przeciwzbrylających po emulgatory i humektanty, kilka z najczęstszych stosuje się w celu zapobiegania psuciu się naturalnych tłuszczów i olejów w żywności. Te chemiczne dodatki do żywności obejmują butylowany hydroksyanizol (BHA) i butylowany hydroksytoluen (BHT), a także substytuty tłuszczu, które smakują jak tłuszcz, takie jak estry olestry i steroli. Inne chemiczne dodatki do żywności, które są stosowane zarówno jako substytuty tłuszczu, jak i stabilizatory żywności lub konserwanty, to gumy pozyskiwane z różnych roślin, takich jak wodorosty. Należą do nich karagen, guma guar, mączka chleba świętojańskiego i inne dobrze znane dodatki, takie jak guma ksantanowa i arabska.
Spośród setek różnych chemicznych dodatków do żywności, dwie kategorie konserwantów, które są powszechnie stosowane, powodują nadmierne problemy zdrowotne. Należą do nich związki azotanu sodu, które mogą jednocześnie pełnić wieloraką rolę konserwantów, barwników i środków aromatyzujących i są szeroko stosowane w wędlinach, a także w innych miejscach, aby zapobiegać rozwojowi bakterii. Siarczyny to kolejna szeroka kategoria chemicznych dodatków do żywności stosowanych w celu zapobiegania przebarwieniu suszonych owoców i utrzymania świeżości owoców morza, takich jak krewetki i homary. Związki te są szczególnie uciążliwe dla osób z astmą i niektórymi rodzajami alergii, ponieważ w odpowiednio wysokich stężeniach mogą wywołać wstrząs anafilaktyczny, który może prowadzić do śmierci, jeśli nie zostaną natychmiast leczone.