본 발명은 루테인 생산능이 향상된 재조합 미생물 및 이를 이용한 루테인을 생산방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 루테인 생산능을 가지는 숙주세포에서, 기질 터널, 전자 터널 및 C5헴(heme) 생산 경로로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 대사경로가 변경되어 루테인 생산능력이 향상된 재조합 미생물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고효율의 루테인 생산 재조합 미생물 균주를 이용하면 노동집약적이고 비효율적인 식물 추출에 의존하는 기존의 루테인 생산 방법을 대체하여 보다 친환경적이고 지속 가능한 방법으로 루테인을 생산할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용된 균주 개발 전략은 복잡한 대사 회로를 가진 유용 화합물의 효율적 생산을 위한 재조합 균주의 제작 및 효율적 생산 방법 확립에 사용할 수 있어 유용하며, 점차 확장되어가는 바이오화학 시장 전반에 걸쳐 적용 및 응용될 수 있다.