L'aggiunta di sostanze chimiche agli alimenti per facilitarne la lavorazione e la conservazione, per migliorarne le proprietà analettiche e per controllare i contaminanti naturali è rigidamente regolata. Sono permessi soltanto gli additivi alimentari che sono risultati sicuri a specifici livelli d'azione dopo rigorosi esami di laboratorio. I problemi di salute imputati agli additivi alimentari sono stati insignificanti e largamente aneddotici. Tuttavia, non sono stati accertati gli effetti collaterali, a lungo termine, sullo stato di salute, degli additivi consentiti e dei contaminanti.

I benefici degli additivi, inclusi il ridotto deterioramento dei cibi e la presentazione al pubblico di una varietà, la più vasta possibile, di cibi attraenti, devono essere soppesati con i rischi conosciuti. I problemi che ne conseguono sono frequentemente complessi. L'uso dei nitriti nelle carni conservate ne è un esempio. I nitriti inibiscono lo sviluppo del Clostridium botulinum e conferiscono un sapore gradevole. Tuttavia, si sa che i nitriti vengono convertiti nell'organismo in nitrosamine, sostanze note come cancerogene per gli animali. D'altra parte, la quantità di nitriti aggiunti alla carne conservata è piccola se confrontata con la quantità di nitrati presenti naturalmente negli alimenti e convertiti in nitriti dalle ghiandole salivari. Inoltre, la vitamina C assunta con gli alimenti può ridurre la formazione di nitriti nel tratto GI. Un altro problema è rappresentato dall'ipersensibilità (allergia) ai cibi associata ad alcuni additivi, specialmente ai coloranti, osservata in un piccolo numero di persone. Tuttavia, la maggior parte di queste reazioni è causata da alimenti naturali (v. Allergia e intolleranza agli alimenti nel Cap. 148).

Anche i livelli dei veleni o delle sostanze contaminanti nocive, come i residui dei pesticidi, sono rigidamente controllati. Le sostanze contaminanti non possono essere eliminate completamente da alcuni alimenti senza danneggiare l'alimento stesso. Per numerose sostanze alimentari sono stati stabiliti i livelli considerati sicuri dal FDA (livelli di tolleranza). Per esempio, il livello di tolleranza dell'aflatossina residua (un derivato fungino che si trova principalmente nelle arachidi, soprattutto se non sono fresche, e che è un noto cancerogeno epatico negli animali) è di 20 ppb per le arachidi e per i prodotti da esse derivati, ma di 0,5 ppb per il latte. Il livello di tolleranza è di 0,5 ppb per il piombo nel latte condensato e di 1,0 ppm per il mercurio nel pesce, nelle ostriche, nei molluschi, nelle cozze e nel frumento. In generale, questi livelli non hanno causato malattie o effetti collaterali negli esseri umani.