Táplálkozási szempontból a sárgarépa legnagyobb értékét magas béta-karotintartalma jelenti, de ez a zöldség más karotinokban is bővelkedik (pl. alfa-karotin). A vér alacsony béta-karotinszintje fokozhatja egyes rákbetegségek kockázatát, és ez a növényi festékanyag – a többi karotinhoz hasonlóan – jelentős antioxidáns, így a szabad gyökök károsító hatásával szemben véd.
A szervezet a béta-karotint szükség szerint A-vitaminná alakítja át (egységnyi mennyiségű A-vitamint hatszor annyi béta-karotinból állít elő). A vitamin fontos a jó látás és a nyálkahártyák egészsége szempontjából, de mivel zsírban oldódik, túladagolása – és ez a táplálékkal bevitt vitaminra is vonatkozik – mérgező lehet, így biztonságosabb a béta-karotin fogyasztása.
Az A-vitamin hiányának az egyik legelső tünete a farkasvakság. A szem képtelen alkalmazkodni a gyenge fényhez, ha az ideghártya fény- és színérzékelő receptoraihoz szükséges retinol (A-vitamin) nincs jelen. A vitamin hiánya esetén már napi egy sárgarépa is elegendő lehet a szürkületi látás helyreállításához. A fejlődő világban a 21 év alattiak körében előforduló vakság leggyakoribb oka az A-vitamin-hiány. A legtöbb zöldségfélével ellentétben, a sárgarépa főzve táplálóbb, mint nyersen. A vastag sejtfalak miatt a szervezet a nyers sárgarépa béta-karotintartalmának mindössze 25%-át képes hasznosítani. A főzés során azonban károsodnak a sejtfalak, így a szervezet számára a karotin hozzáférhetőbbé válik, és ha az ételben a felszívódáshoz szükséges zsírok is jelen vannak, akkor a sárgarépa karotin-tartalmának több mint a fele hasznosul.
A közelmúlt kutatásai a karotinok számos immunserkentő hatását mutatták ki. Jelentősen fokozzák például a csecsemőmirigy működését, és mivel nagyrészt a thymus (csecsemőmirigy) hámsejtjeiben koncentrálódnak, képesek nagymértékben csökkentik visszafejlődését, ami valószínűleg az antioxidáns hatásnak köszönhető. Arra is van bizonyíték, hogy karotin-pótlással javíthatók az immunválaszok, és hogy a szájon át adott béta-karotin (napi 180 mg) jelentősen növeli a fehérvérsejtek számát, aktivitását – különösen a T-sejtek számát, melyek csökkenése jellemző pl. rákbetegségek, AIDS esetén.