又稱萜類色素。為一種四萜，分子式C40H56。類胡蘿蔔素為一類顏色從黃到紅的色素，廣泛分佈於動植物界。1831年首次由胡蘿蔔內分離出來，後又從綠葉內取得。由胡蘿蔔中取得的胡蘿蔔素含有15％的α異構體，85％的β異構體和0.1％的γ異構體。類胡蘿蔔素的一般結構為開鏈形或長鏈上連有脂環的類型，其發色系統含有許多共軛軛碳－碳雙鍵，因此又稱為多烯色素。
幾乎所有的胡蘿卜素都溶於脂肪和類脂中，極少數水溶的胡蘿卜素，如藏花素含有羧基，並可生成水溶性鹽或成酯。有些類胡蘿卜素具有生理活性，有些色素為維生素A原，對動物和人類起重要作用。已知的類胡蘿卜素都可歸於以開鏈的番茄紅素為母體，經過簡單化學變化，如環化、雙鍵移動、部分氫化而引入羥基、羰基、甲氧基或氧橋等，轉變為衍生物。三種胡蘿卜素和番茄紅素的結構式如下：
從上面四個式子中可以看出，分子中所有雙鍵上的大取代基都處於反式，故又稱為全反式結構。極少數的多烯色素含有一個或幾個順式結構。在光、熱或催化作用下，一部分的反式雙鍵可以轉變為順式雙鍵。類胡蘿卜素遇濃硫酸常可產生深藍或藍紫色，偶爾也有先產生藍綠色，加水後顏色消失；遇濃鹽酸產生藍色。在氯仿中遇三氯化銻產生藍色，可用於定量分析。
已知類胡蘿卜素達400多種，有些用於食品著色，有些作為維生素A原。