生物活性成分的營養價值取決于其生物利用度，即離開食物基質穿過腸道屏障到達靶向細胞的比例。番茄紅素的性質和存在狀態、食物基質、番茄紅素與其他營養成分的相互作用、腸道健康等能夠影響番茄紅素的生物吸收，因此均對番茄紅素的生物利用度有重要影響。

番茄紅素種類：

番茄紅素具有11個共軛雙鍵和2個非共軛雙鍵，這種共軛雙鍵的結構使番茄紅素可以產生多種類型的順反異構體。在天然果蔬中，90%以上的番茄紅素是以全反式構型存在，而在人體的組織和血清中，只存在順式的番茄紅素，其中5-順式、9-順式、13-順式和15-順式番茄紅素約占番茄紅素總量的50%。研究表明，順式番茄紅素的極性較強，不易結晶，更易溶于膠束被人體吸收和利用，且與反式異構體相比，其生物利用度約為全反式番茄紅素的5倍。

食物基質：

番茄紅素所在的基質在其生物利用度方面扮演著重要的角色。不同細胞壁的組成以及色質體的結構（隨基質而變）都會影響番茄紅素生物利用度。番茄紅素嵌入在水果和蔬菜的葉綠體中是限制飲食來源番茄紅素生物利用度的重要因素。

食物組分間的相互作用：

隨同番茄紅素一起攝入體內的其他營養物（如脂質、蛋白、膳食纖維、礦物質等）會影響番茄紅素的吸收和代謝。二價礦物質可能會通過形成不溶的脂質-皂復合物阻止番茄紅素從脂質小滴向形成的混合膠束轉運，從而影響番茄紅素的生物利用度?？扇苄陨攀忱w維的分子質量、殘基組成和疏水性能均能影響番茄紅素膠束顆粒的形成，從而限制番茄紅素的吸收。

宿主因素的影響：

類胡蘿卜素的吸收和代謝在不同物種間有所不同，在人類和少數哺乳動物中，大部分類胡蘿卜素可以被小腸黏膜細胞完整吸收；在嚙齒動物中，有些類胡蘿卜素不能被吸收。近年來幾項研究表明一些宿主相關因子包括疾病狀態、體質量、飲酒、吸煙、藥物攝入、年齡和遺傳方面等都會對番茄紅素的生物利用度造成一定的影響。有結果表明在老年受試者中番茄紅素的生物利用度明顯降低。類胡蘿卜素的生物利用度存在較高的個體差異，部分原因是遺傳多態性，有結果表明個體間的差異會影響血漿中番茄紅素的濃度，從而影響番茄紅素的生物利用度。

促進番茄紅素吸收機制：要提高番茄紅素的生物利用度可以從以下兩方面進行研究：一方面可以在加工過程中破壞細胞壁和色質體亞細胞結構，促進番茄紅素的釋放；另一方面，通過構建乳液、與油脂共消化等方法構建新的食品分散體系，促進乳糜微粒膠束的形成。對食品材料的加工、乳液構建及利用番茄紅素與油脂共消化均為有效提高番茄紅素生物利用度的方法。