Minyak ikan merupakan sumber nutrisi asam lemak tak jenuh ganda, khususnya eicosapentaenoic acid (EPA, C20:5 n-3) dan docosahexaenoic acid (DHA, C22:6 n-3) yang bermanfaat bagi kesehatan manusia. Mata tuna mengandung DHA yang tinggi dan unggul, sehingga dapat diolah menjadi minyak mata tuna. Kekurangan minyak mata tuna adalah mudah mengalami kerusakan oksidatif. Astaxanthin sebagai pigmen karotenoid memiliki aktivitas antioksidan kuat dan menghambat peroksidasi lipid penyebab kerusakan oksidatif. Tujuan penelitian ini menentukan konsentrasi terbaik penambahan astaxanthin pada minyak mata tuna hasil permurnianPemurnian minyak mata tuna dilakukan melalui netralisasi dengan NaOH 16oBe, dilanjutkan dengan bleaching menggunakan magnesol 5%. Minyak mata tuna hasil pemurnian, dicampur dengan astaxanthin kulit udang pada konsentrasi berbeda, yaitu 0; 0,2: 0,4: dan 0,6%. Parameter yang dianalisis meliputi asam lemak bebas, bilangan peroksida, bilangan p-anisidin, dan total oksidasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa purifikasi dengan netralisasi NaOH 16oBe dan bleaching magnesol 5% memiliki nilai asam lemak bebas 0,33±0,08%, bilangan peroksida 4,12±0,82 meq/kg, p-Anisidin 2,83±0,22 meq/kg, dan total oksidasi 11,08±1,62 meq/kg. Astaxanthin memiliki nilai IC50 14,14 ppm. Perlakuan penambahan astaxanthin terbaik adalah konsentrasi 0,6% dengan nilai asam lemak bebas 1,03±0,05%, bilangan peroksida 8,08±0,14 meq/kg, bilangan p-Anisidin 9,12±0,02 meq/kg; dan total oksidasi 25,29±0,31 meq/kg terkecil selama 60 hari penyimpanan. Purifikasi dan penambahan natural astaxanthin mampu memperbaiki kualitas mutu dan stabilitas minyak mata tuna selama penyimpanan.