食道可以从牠那透明的外壳看到是呈现绿色的，由此可知牠们主要是以浮游植物为主要食物，尤其是细小的硅藻（约20微米）。硅藻会被牠的胃齿臼磨碎，并在肝胰脏消化。南极磷虾亦可以捕食桡足类、端足目及其他细小的浮游动物。牠的食道是一直管，而消化效能则不是太高，因而其粪便仍有大量的碳。在水族箱，有发现南极磷虾会互相吃对方。当牠们在水族箱内没有被餵食时，牠们会脱壳缩小体型，这是其他动物所没有的。这可能是牠们对在冬天食物供应限制的适应。
泸食性.南极磷虾可以直接利用浮游植物的细胞，这不是其他相同