Como nutriente esencial, la luteína (LUT) tiene la capacidad de ayudar en la prevención de enfermedades oculares, enfermedades cardiovasculares y cáncer. Sin embargo, la aplicación de LUT está en gran medida restringida por su baja solubilidad y susceptibilidad a la degradación oxidativa. Así, en este estudio, se preparó un nanogel cargado de LUT (OVM-COS-LUT) mediante la autoensamblaje de ovomucina (OVM) y oligosacárido de quitosano (COS) para mejorar la protección efectiva y la biodisponibilidad de LUT. El nanogel tuvo una excelente dispersión (PDI = 0.25) y una tasa de encapsulación de LUT del 89.96%. El análisis de la estructura cristalina por XRD confirmó que la LUT encapsulada mantuvo una morfología amorfa. Además, el nanogel mostró una estabilidad satisfactoria con niveles de pH que oscilan entre 2 y 9 y altas concentraciones iónicas (>100 mM). Incluso bajo almacenamiento a largo plazo, el nanogel mantuvo una capacidad de estabilización y protección optimista; sus tasas de retención efectiva podrían alcanzar el 96.54%. En vitro, la simulación de digestión mostró que la biodisponibilidad y la liberación sostenida del nanogel OVM-COS-LUT fueron superiores a las de la LUT libre. El nanogel proporcionó una actividad antioxidante significativa, y no se detectaron efectos nocivos significativos en los análisis de citotoxicidad a concentraciones más altas. En resumen, OVM-COS-LUT puede ser utilizado como un portador oral y funcional seguro potencial para encapsular LUT.