Atualmente existe grande interesse em compostos bioativos para incorporação em formulações que ofereçam benefícios à saúde na forma de alimentos funcionais ou medicinais. Porém, alguns compostos são insolúveis em água e fracamente solúveis em óleo, como a luteína que por sua forma cristalina possui dificuldade de incorporação em produtos alimentares e pode apresentar menor biodisponibilidade. Tais compostos são sensíveis à luz, oxigênio e calor, o que limita ainda mais a sua aplicação nos alimentos a nível industrial. Este trabalho objetivou a caracterização de nanopartículas de luteína em relação a sua estabilidade para incorporação em diferentes alimentos. A luteína foi obtida de flores de Tagetes patula após processo de extração exaustiva com tetrahidrofurano. O extrato foi submetido ao procedimento de saponificação com solução de KOH 10% em metanol por 24 horas e posterior cristalização para nanocapsulação com pureza de 92%. Imediatamente foram avaliados os parâmetros de diâmetro (191 nm), potencial zeta (–8,49 mV), cor (L*= 75,44, a*= -5,93, b*= 49,67), pH (5,44), viscosidade, eficiência de encapsulação (99,51%) e morfologia. No experimento de fotossensitização, o sensitizador de rosa de bengala foi adicionado à solução de nanocápsulas. Uma alíquota foi iluminada com uma lâmpada de 150 W (36.000 lux) acoplada a um filtro acrílico de cor amarela para excitar o sensitizador. Avaliou-se a retenção de luteína no interior das nanocápsulas nas temperaturas de 5, 15 e 25 °C na presença de oxigênio por um período de 300 minutos. Os teores de luteína nanocapsulada foram avaliados em CLAE. Durante a fotosensitização, a energia de ativação foi de 7,58 Kcal/mol corroborando com outros encontrados na literatura e indica um aumento na estabilidade do carotenoide. Assim, este estudo comprova que o uso da nanotecnologia apresenta potencial para expandir o uso de luteína em processos industriais, melhorando a estabilidade e solubilidade deste em diferentes alimentos.