发色剂的毒性主要是亚硝酸根，亚硝酸根是食品添加剂中毒性较强的物质。
其毒性表现为：亚硝酸根摄入后可与血红蛋白结合形成高铁血红蛋白，从而使血红蛋白失去协氧能力，严重时可窒息死亡；在生物体的蛋白质代谢产物中有仲胺存在，在动物和人的胃肠中它能与亚硝酸根反应生成亚硝胺。亚硝胺对动物和人有强烈的致癌性和毒性。
此外，硝酸根可在食物、水或胃肠道中被还原为亚硝酸根。
所以硝酸根也有毒性。