Os aditivos artificiais são substâncias sintéticas que são adicionadas aos alimentos. Substâncias sintéticas não são encontradas no ambiente natural, portanto, devem ser fabricadas. Eles são comumente usados para conservar alimentos ou realçar seu sabor. Os aditivos artificiais costumam ser contrastados com os aditivos naturais, que normalmente são feitos de produtos químicos encontrados naturalmente. O uso de aditivos artificiais é comum nos países industrializados, mas há movimentos crescentes que defendem alimentos totalmente naturais ou orgânicos.
Conservantes de alimentos geralmente são usados para mitigar os danos que provavelmente ocorrerão nos alimentos por processos físicos, químicos ou biológicos. Danos físicos podem ocorrer devido à exposição à luz ou ao calor, e a oxidação química pode ocorrer quando os alimentos permanecem por muito tempo na presença de oxigênio. A maior parte da deterioração dos alimentos, entretanto, é causada por microorganismos, como bactérias, fermento e mofo. O benzoato de sódio é um conservante alimentar artificial eficaz na eliminação desses microrganismos; seu uso é especialmente prevalente em alimentos muito ácidos, como molhos para salada.
Um aditivo artificial comum usado para melhorar o sabor é o substituto do açúcar. Essas substâncias normalmente são muito mais doces do que o açúcar por unidade de massa. Consequentemente, os fabricantes podem usar muito menos adoçante para obter um sabor semelhante. Adoçantes artificiais também são geralmente mais baratos de produzir do que o açúcar, então as empresas alimentícias costumam economizar dinheiro usando esse tipo de aditivo artificial. Muitos produtos dietéticos contêm uma pequena quantidade de adoçante artificial e, portanto, menos energia alimentar do que o açúcar, ao mesmo tempo que retêm um sabor adocicado.
As cores artificiais são aditivos usados para alterar a aparência dos alimentos. Alimentos aparentemente naturais, como frutas e peixes, às vezes contêm corantes alimentares artificiais para mascarar variações naturais de cor. As cores naturais também podem ser reforçadas ou aprimoradas com corantes artificiais. As pessoas freqüentemente associam corantes alimentícios a certos sabores, portanto, corantes alimentícios também podem ser usados para afetar o sabor percebido. O uso de corantes naturais para alimentos está aumentando, no entanto, devido a questões de segurança com aditivos artificiais.
A polêmica com os aditivos artificiais remonta aos primeiros anos do século XX. Certos aditivos artificiais foram associados em estudos de pesquisa ao câncer, problemas digestivos e efeitos comportamentais. Um exemplo famoso é o adoçante artificial sacarina. A sacarina foi investigada pela Food and Drug Administration dos Estados Unidos no início de 1907, quando o aditivo era suspeito de ser perigoso para a saúde pública. Ratos de laboratório alimentados com altas doses de sacarina desenvolveram casos de câncer de bexiga. A sacarina é amplamente usada hoje, no entanto, porque esse perigo foi mostrado para se aplicar apenas a ratos e não a humanos.