从水产品加工废弃物中提取虾青素被广泛利用，该法在创造经济收益的同时，能够降低生产加工废水的色度、减少污染，常用碱提法、油溶法、有机溶剂法和超临界CO2萃取法等。
（1）碱提法
碱提法是用酸将水产品加工下脚料甲壳中的CaCO3溶解，用碱（NaOH+Na2CO3）将与蛋白质结合的虾青素分离，再将其中的蛋白质溶出，达到提取虾青素的目的。碱提法需消耗大量的酸、碱，其废水对环境污染严重，而且虾青素在碱性环境下高温处理时，被氧化成为鲜红色的虾红素，因此碱提法所得到的不是虾青素而是虾红素或虾青素的其它降解产物。近年来对碱提法的研究报道较少。
（2）油溶法
虾青素的分子结构使其具良好的脂溶性，在油中对热有较好稳定性，因此用油作为溶剂，通过油脂提取，然后再纯化。该法所用油脂主要为可食用油脂类，最常见的是大豆油，提取时油温最好控制在80℃以下，油温较高也会影响虾青素的稳定性，油用量直接影响虾青素的提取效率，提取后的纯化可采用层析方法进行。
该法具有产品安全、提取效率高的特点，但提取物不易与高沸点的油分离，提取后含色素的油不易浓缩，故产品浓度不高，若要进一步分离纯化，需采用分子蒸馏等工艺，分离成本较高。
（3）有机溶剂法
利用有机溶剂提取虾青素，选择沸点低的萃取剂提取，提取液经蒸发获得到高浓度虾青素油，蒸馏技术还可以使溶剂回收循环利用。常见的有机溶剂有丙酮、乙醇、乙醚、石油醚、二氯甲烷、氯仿、正己烷等。不同的溶剂提取效果不同，在研究中发现，丙酮的提取效果最好，而乙醇最差。为提高提取效率，采用减压回流提取的方法，提取温度最好控制在60℃左右。有机溶剂法提取可采用浸提和回流提取的方法，浸提法又可分为单罐多次重复萃取和索氏提取法；前者是将试样放入匀浆器中提取，当溶剂中的虾青素浓度达到平衡后，将萃取液放出，再加溶剂进行下一次萃取，重复多次直到原料中虾青素完全提取；后者是改良的单罐多次重复萃取，其优点是不断用新鲜的溶剂进行提取，萃取剂和原料始终保持最大的浓度差，加快了萃取速度，提高了萃取率，最后得到的萃取液浓度较高。
（4）超临界CO2萃取法
超临界流体萃取技术就是利用临界流体的特殊性质，在高压条件下与待分离的固体或液体混合物接触，调节系统的操作压力和温度，萃取出所需要的物质，随后通过降压或升温的方法，降低超临界流体的密度，使萃取物得到分离。
超临界CO2萃取得到的产品具有纯度高、溶剂残留少、无毒副作用等优点，与其它方法比较，该法可以避免虾青素的降解，得到高品质的产品，又可以有效地提取虾青素，但由于设备前期投资大、生产技术要求高，目前用于大规模工业生产尚存在一定困难。
除上述方法外，还有人利用酶法提取虾青素，选用某种较好的絮凝剂将蛋白质和虾青素回收絮凝，然后采用酸性蛋白酶和中性蛋白酶对蛋白质进行酶解，同时分离获得虾青素；还有将碱法和有机溶剂法结合的复合工艺提取虾青素等。但是水产品加工下脚料提取虾青素受到多方面制约，如下脚料的卫生问题、生产的环境问题、提取物的污染变质、废弃物原料中虾青素含量高低变化对提取成本的影响，以及原料中的几丁质、灰分、湿度都限制虾青素的提取。
（5）红发夫酵母生产
1976年首次在红发夫酵母（Phaffia rhodozyma）中发现虾青素，红发夫酵母属于担子菌纲的红发夫酵母属，是唯一天然可产虾青素的酵母，其反式虾青素已于2000年获得FDA批准，用于食品添加剂。红发夫酵母以单细胞为主，有时形成假菌丝，繁殖方式为无性繁殖的芽殖，无有性繁殖，细胞中不但含有丰富的蛋白质、脂类、维生素，而且还含有大量的不饱和脂肪酸及多种虾青素的前体，其生长的温度范围0—27℃。在野生酵母所产的10多种类胡萝卜素中，虾青素是最大的组分，占总类胡萝卜素的40%—95%。
红发夫酵母已成为工业化生产虾青素的优良菌种，其生产虾青素的特点是：红发夫酵母不需要光照，能利用多种糖作为碳源进行快速异养代谢，发酵周期短，生产速度快，能够在发酵罐中实现高密度培养，以及色素提取后菌体单细胞蛋白可作为饵料、饲料添加剂等。
另外，有人利用从葡萄园土壤中分离出的粘红酵母，经过紫外线和EMS诱变处理获得的突变株产生虾青素，还有人从保加利亚酸奶中分离出一种深红酵母（Phadotoralarubra），从南极海冰中分离的酵母菌也有合成虾青素的能力，这都有可能成为获取虾青素的新途径。