类胡萝卜素（Carotenoids）是一类天然色素的总称，属于类萜化合物，普遍存在于动物、植物、真菌、藻类和细菌中，其化学结构主要是β-胡萝卜素和γ-胡萝卜素，并因此而得名。自19世纪初分离出化合物以来，现已知结构的类胡萝卜素近600种，常见于食物中的类胡萝卜素有50~60种之多，如β-胡萝卜素、叶黄素、玉米黄质、隐黄质、虾红素和番茄红素等
类胡萝卜素以色素形式存在于自然界中，有着五颜六色的色彩，多见为黄色、桔色、红色。也正是类胡萝卜素的缤纷多彩给人类生活带来了多种多样的用途，因此触发了其美好的市场前景。
成员庞大，作用广泛
天然类胡萝卜素的名称乃是根据其来源而得。如番茄红素是从番茄中分离出的、α-β-γ-以及δ-胡萝卜素是从胡萝卜中分离出的、岩藻黄质是从硅藻分离出的，等等。这些俗名至今仍被沿用。从分类来看，类胡萝卜素可分为胡萝卜素和叶黄素两大类；胡萝卜素是不含氧的类胡萝卜素的总称，而叶黄素是含氧类胡萝卜素的总称。
类胡萝卜素在医药保健品、精细化工行业以及饲料行业都有大量的原料需求。多年前，类胡萝卜素中最典型的代表——β-胡萝卜素仅是作为着色剂加入到食品中，但后来的研究发现类胡萝卜素有良好的抗氧化作用，如植物中的类胡萝卜素的抗氧化作用甚至优于维生素E和维生素C，于是，类胡萝卜素被添加到非处方药中，还作为营养保健品在市场销售。而正因为这项用途得到广泛应用，类胡萝卜素的产品市场规模从此进入快速增长的通道。
在饲料行业上，动物吃了含有类胡萝卜素的饲料后可以使皮毛光亮，并能改善肉、蛋的品质，因而类胡萝卜素作为饲料原料也还占有较大的市场份额比重。
此外，研究发现，番茄红素和β-胡萝卜素能显著增加细胞间隙连接的信号传递，在癌症的预防和治疗方面将发挥重要的作用；补充β-胡萝卜素可预防红细胞增多症引起的原卟啉症，避免暴露于可见光下导致皮肤瘙痒和烧灼感等皮肤光敏感性疾病；叶黄素和玉米黄质可预防老年性眼病，多摄入富含叶黄素和玉米黄质的绿叶蔬菜与减少与年龄相关的黄斑退行性改变和白内障形成的风险性相关。
上述类胡萝卜素的广泛应用领域也促进了类胡萝卜素的产业优化。目前，类胡萝卜素的生产方法主要有3种：一是从天然植物中提取；二是大面积养殖盐藻获得；三是通过微生物发酵生产。