I South Carolina stödde Huntsman kandidaturen hos före detta Massachusetts guvernör Mitt Romney.
Huntsman fick bara 17 procent av rösterna i New Hampshires primärval trots omfattande kampanjer där.
Han har kämpat för att bygga upp farten i South Carolina, där den konservativa rösten traditionellt är stark.
Palmetto-staten går till omröstningarna på lördag för att välja en kandidat till den republikanska nomineringen.
Huntsman kampanjen hade svårt att få dragkraft nationellt, locka ca 1% till 2% i de flesta opinionsundersökningar.
Som han meddelade sitt tillbakadragande från loppet, Mr Huntsman, som kastade sig vid sin kampanj lanseringen som en "civil" kandidat som inte skulle spela smutsig, beklagade staten republikanska tävlingen.
Av Mark MardellBBC North America redaktör
Läs Markus tankar i sin helhet
Typ: Jon Huntsman
"Denna ras har degenererats till ett angrepp av negativa och personliga attacker", sade han och uppmanade det republikanska partiet att förena sig bakom en enda kandidat.
"Skillnaden är frätande", tillade han och sade att "den nuvarande giftiga formen av vår politiska diskussion inte hjälper vår sak".
Mr Huntsman, 51, är en flytande mandarintalare och tjänstgjorde som USA:s president Barack Obamas första ambassadör i Kina.
I början av 1990-talet blev han den yngsta chefen för ett amerikanskt diplomatiskt uppdrag under ett århundrade då han utsågs till ambassadör i Singapore.
Mr Huntsman tillbakadragande från loppet kom morgonen efter att han fick ett stöd från Staten, den största tidningen i South Carolina.
De kallade Huntsman och Romney för "två förnuftiga, erfarna vuxna i loppet", men sade att den tidigare ambassadören var "mer principfast" och erbjöd "ett betydligt viktigare budskap".
Huntsman kastade sitt stöd bakom Mr Romney och kallade honom den kandidat som mest sannolikt kommer att besegra president Obama i novembers presidentval.
Han erkände meningsskiljaktigheterna mellan honom och Romney - som Huntsman skarpt kritiserade under de senaste veckorna - och sade att han ändå skulle stödja den tidigare guvernören för Massachusetts.
Grover Norquist, en framstående förespråkare för skattereformer, skriver i Politicos The Arena att "det fanns en möjlig Huntsman-strategi. Han behövde bara komma igång tidigare... Han kunde ha varit Wisconsins Scott Walker före Walker. Han kunde ha varit Chris Christie."
Men The Washington Post's The Fix undrar om det någonsin fanns ett sätt för Huntsman-kampanjen att ha påverkat loppet: " Han behövde en sårbar Romney. Och Iowa var hela fältets bästa chans att visa att Romneys ledande status var skakig i bästa fall. Huntsman kunde inte ha slagit Romney i Iowa, men han kunde ha hindrat den tidigare Massachusetts guvernör från att vinna."
Samtidigt, The Caucus blogg på New York Times ifrågasätter hur mycket av en effekt Huntsmans stöd kommer att göra till Romney kampanjen: "Stödet kanske inte väsentligt ändra formen på loppet, men det kan injicera en ny dynamik i en debatt måndag kväll på Fox News Channel."
Paul West skriver i LA Times att Huntsmans kampanj förmodligen inte nådde sina egna mål: " Det är osannolikt att Huntsman uppnådde sina egna mål som presidentkandidat, och man kan hävda att han praktiskt taget inte gjorde någonting för att främja sina framtidsutsikter. Det skulle vara särskilt sant om Romney valdes och avböjde att erbjuda honom ett anständigt arbete."
Skillnaderna inom det republikanska partiet var mindre viktiga, sade Huntsman, än vad han kallade en allvarlig kris som USA står inför.
I kölvattnet av Huntsmans stöd sade Romney: " Jag hälsar Jon Huntsman och hans hustru Mary Kaye. Jon drev en livlig kampanj grundad på enhet, inte splittring, och kärlek till landet. Jag uppskattar hans vänskap och stöd."
Men Santorum avfärdade stödet och sade att det inte kom som någon överraskning. "Moderaterna är stöd moderata," sade han. "Jag väntade mig det tidigare än idag."
Romney vann nästan 40 procent av rösterna i New Hampshires primärval och vann Iowa caucuses med en smal ledning på åtta röster.
Herr Huntsmans utträde ur loppet lämnar fem kandidater kvar: Rick Santorum, Ron Paul och Newt Gingrich som de tre huvudkandidaterna som jagar Mr Romneys ledning, och Rick Perry som släpar efter i opinionsundersökningarna.
Kandidaterna träffade väljarna i South Carolinas Myrtle Beach, och Paul återvände till kampanjstigen efter en fyra dagars paus, inför en nationell debatt som skulle hållas av Fox News.
Undersökningar visar att South Carolinas konservativa omröstning ännu inte har beslutat om en viss kandidat.
"Jag tror att det enda sättet att en Massachusetts moderat kan ta sig igenom South Carolina är om omröstningen är delad," Mr Gingrich sade på söndag.
En grupp på fem trosförespråkare stödde Gingrich samtidigt som han betonade att stödet fortfarande var splittrat i det inflytelserika röstblocket.
Santorum arbetade också under helgen för att uppmuntra evangeliska kristna väljare att välja sin kandidatur och sade till reportrar på måndagen: "Jag tycker att det är viktigt att vi så småningom befäster denna ras."
Men korrespondenter säger momentum i Romney kampanjen bygger och en Insider Advantage opinionsundersökning släpptes på måndag visar den tidigare affärsmannen att upprätthålla en betydande ledning över resten av fältet.
Gingrich, Santorum och Perry har alla föreslagit att Romneys kampanj drar nytta av den splittrade sociala konservativa stödbasen.
Före detta Utah guvernör Jon Huntsman har avslutat sin presidentkampanj, säger att "negativa och personliga attacker" har fördärvat den republikanska rasen.