临床医学研究表明，低密度脂蛋白（LDL）的氧化是导致动脉硬化的重要原因，而高密度脂蛋白（HDL）与冠心病的危险性呈负相关，高HDL含量能预防动脉粥状硬化。通常LDL以非氧化状态存在，LDL 的氧化加速了动脉粥状硬化的发生。补充抗氧化剂能够降低动脉硬化的危险，流行病学和临床数据表明，通过膳食补充抗氧化剂能在一定程度上预防心血管疾病。
在人类血液中，虾青素由极低密度脂蛋白（VLDL）、LDL和HDL胆固醇携带，虾青素可以通过降低低密度脂蛋白和甘油三酸酯、提高高密度脂蛋白改善血液的脂质成分。这在人体试验和动物试验中都已得到了验证。
早些时候对大鼠进行的一个试验证明了虾青素可以增加高密度脂蛋白即有益胆固醇，之后对高胆固醇的兔子进行的试验同时测试了虾青素和维生素E的作用。这次的试验发现两种补充成分，尤其是虾青素都能改善动脉中斑块的稳定性。所有喂养了虾青素的兔子都被归为“早期斑块”组，与饲喂维生素E的组及对照控制组区分开来。第三个动物研究是最近用大鼠进行的试验，这次的试验显示虾青素在提升了高密度脂蛋白的同时还降低了血液中的甘油三酸酯和未酯化的脂肪酸。
在日本进行的试管和人体临床试验，都发现了虾青素对低密度脂蛋白具有非常重要的作用。体外试管实验显示不同剂量虾青素可以推迟低密度脂蛋白的氧化时间，然后重复进行为期十四天的人体试验，每天服用1.8～21.6毫克不等的虾青素剂量。这次的研究试验发现四种剂量都能有效地推迟低密度脂蛋白的氧化滞后时间，每天1.8毫克剂量延迟5%，每天3.6毫克剂量延迟26%，每天14.4毫克剂量延迟42%，每天最高剂量21.6毫克延迟31%。这说明控制血脂成分含量需要的最佳虾青素剂量要远低于每天21.6毫克;研究人员最后得出的结论是使用虾青素能够抑制低密度脂蛋白的氧化进而达到预防动脉硬化的效果。
还有一项人体临床试验是在东欧针对那些高胆固醇人群进行的。试验主体每天补充4毫克的虾青素并连续使用30天。试验结束时，补充服用虾青素的人群平均胆固醇含量降低了17%,低密度脂蛋白总量降低了24%。
虾青素对心血管健康的潜在功效虽然只进行过临床前动物研究试验，但是结果却非常理想。一组日本的研究人员曾经进行了高血压大鼠的三个单独试验：第一个试验，研究人员发现连续14天补充虾青素使高血压大鼠的的血压明显下降；而血压正常的大鼠的血压没有下降。他们还发现有中风倾向的大鼠在补充使用虾青素五周后不但血压下降而且中风征兆也不断延迟。
种种试验得出的总结是“虾青素对预防高血压和中风以及改善动脉管痴呆患者的记忆力都有益处。”这个研究试验范围非常广泛并且也开创了虾青素功效的新天地，因此，同一组研究人员于同年进行了另一个研究试验。
第二个研究试验再一次研究了虾青素对高血压大鼠的功效，但是试验的目标同样是弄清楚虾青素对高血压的机制原理。结果他们发现虾青素降血压的作用原理可能是源于虾青素对一氧化氮的调节作用。一氧化氮也是诱发炎症的一个因素；因此虾青素在调节一氧化氮控制炎症的同时也控制了血压。该研究试验还进一步研究了虾青素对心脏紧缩的影响作用，心脏的紧缩是通过各种外界因素诱发的，结果发现虾青素改善了这些诱发因素，说明了虾青素可以减轻心脏病突发导致的一系列后果。该研究试验得出的结论是虾青素有助于改善高血压患者的血液流动，可以改善动脉血管舒张。
2006年，日本的自然医学研究院开始了另一个著名的研究试验。这次的试验是用血压高的大鼠，结果证明虾青素降低了大鼠的血压。这个研究试验中还有一个有趣的发现是虾青素对糖尿病关键指示因子的积极影响作用。
还有一项人体研究是和这个抗高血压的动物研究以及血脂研究相关的，研究中让试验主体每天补充6mg的虾青素，但只补充十天。十天后，补充了虾青素的试验组显著改善了血液流通。
由另外一组日本科学家在日本京都医科大学进行了一个不同种类的关于强壮保健心脏的动物研究试验，该研究试验结果发现那些饲喂了虾青素的小鼠在跑步机上跑至筋疲力尽时比对照组的小鼠的心脏经受的损伤较小，检查后显示虾青素主要集中在小鼠的心脏。由此得出结论虾青素可以同时减轻运动对骨骼肌肉和心脏造成的损伤。
在美国威斯康星州的医科学院进行的另外一个大鼠研究试验显示了虾青素对心脏的保护功能。在这个研究试验中，对心脏病突发前的大鼠提供虾青素，结果发现虾青素显著的减少了心脏梗塞的区域形成和心脏病突发给心脏造成的损伤。
美国夏威夷檀香山的一组研究人员，他们一直致力于研究一种独特的、注射递送方法，把虾青素添加到一种心血管专利处方药中。第一个研究中他们使用了大鼠为研究模型，而第二个研究中使用了狗，结果都很理想：“这些研究结果说明虾青素在啮齿类和犬类动物中都有保护心脏的功效：因此，虾青素可以作为预防心肌损伤的一种强效新方法。
