Las alergias alimentarias ocurren cuando el sistema inmunológico confunde una sustancia inofensiva con una amenaza y responde con una reacción exagerada. En cuanto a los colorantes alimentarios, algunos pueden ser perjudiciales, pero no por mecanismos alérgicos típicos. Estas alergias son raras en niños y adultos. Los más implicados son el amarillo 5 (tartrazina), amarillo 6, azul 1 y rojo 40. Colorantes naturales como el carmín (de cochinilla) o el achiote también pueden desencadenar reacciones. Aunque infrecuentes, el riesgo de anafilaxia las hace potencialmente graves.
Más allá de las alergias, estudios han asociado colorantes como rojo 3, rojo 40, azul 1, azul 2, verde 3, amarillo 5 y amarillo 6 con riesgos cancerígenos en pruebas animales. Además, investigaciones indican que pueden contribuir a la hiperactividad en niños.