胡萝卜素（carotene）是指若干种相关的不饱和烃，分子式为C40H56，由植物合成，是橘色的光合色素，为主要的维生素A源物质，主要有a、β、γ三种形式，其中最为重要的为β-胡萝卜素。食物来源主要是深色蔬菜和水果。胡萝卜素是一种最常见的维生素A补充剂。维生素A对于人体视觉发育至关重要。如果身体缺少维生素A，视力就会出现问题，甚至有夜盲症。
类胡萝卜素是一类040四萜结构的化合物及其衍生物的总称，已作为抗氧化剂被广泛研究。它是由8个类异戊二烯单位组成，呈黄色、橙红色或红色的色素。类胡萝卜素可分成4个亚族：胡萝卜素，如α-、β-、γ-胡萝卜素和番茄红素；胡萝卜醇，如叶黄素、玉质、虾青素；胡萝卜醇的酯类，如β-阿朴-胡萝卜酸酯；胡萝卜酸，如藏红素、胭脂树。所有的类胡萝卜素都可由番茄红素通过氧化、氢化脱氢、环化以及碳架重排降解衍生而来。当鸟类摄食含有此类化合物的食物时，往往会在其蛋黄中富集此类化合物，因此蛋黄色素主要是类胡萝卜素化合物。
类胡萝卜素也可以分为胡萝卜素（Carotene）和叶黄素（Xanthophy）两大类，其中叶黄素是氧化了的胡萝卜素，分子含有一个或多个氧原子，形成羟基、羰基、甲氧基或环氧化物，几种常见的类胡萝卜素分子结构式，包括番茄红素（Lycopene）、玉米黄素（Zeaxanthin）全反式β类胡萝卜素（AllTrans-Carotene）、花药黄素（Antheraxanthin）、α类胡萝卜素（α-Carotene）、堇菜黄质（Violaxanthin）、角黄素（Canthaxanthin）。人们的膳食当中含有50~60种类胡萝卜素化合物。在人类血浆中也发现了22种以上的类胡萝卜素以及8种以上的代谢产物。其中，主要类胡萝卜素化合物包括β-胡萝卜素、α-胡萝卜素、番茄红素、叶黄素、玉米黄素以及隐黄质等6种。不同类胡萝卜素化合物之间存在一定的相互协同效果。利用类胡萝卜素之间的相乘效果开发一些新型类胡萝卜素健康或功能性食品，将是类胡萝卜素的一个重要发展方向。
