カロテノイドは、植物や動物など、天然界に幅広く存在する黄色～赤色の天然色素群です。動物では甲殻類、魚、鳥、卵黄など、植物では高等植物の根、葉、花弁、種子、果実、花粉のような大部分の部位、また藻類、キノコなどで見られる赤、黄、橙色の大部分の色が、カロテノイドにより色調を得ています。カロテノイドという名前は、にんじん（Carrot）の黄色色素に由来しています。今日まで、約600種の脂溶性色素が天然源から単離されており、天然界における年間総カロテノイド生産量は、約100,000,000トンであるとされています。
カロテノイドは、カロチンとしても知られるように、炭素と水素から構成され、酸素を含有しているものに限りキサントフィルと呼ばれています。
動物においては、これらの重要な物質を体内で生産することができないため、食物から摂取しなければなりません。
カロテノイドの生物学的機能としては、一般的に抗酸化作用が知られており、生体内で発生する活性酸素を消去する生体防御作用の一端を担っています。この作用により、体内での不必要な化学反応を抑制し、また、プロビタミンAとしての免疫賦活作用により、ある種のガン予防に効果があると言われています。その他、生物に対して有害である可能性のある光を吸収して取り除く作用も報告されています。
β-カロチンは、食品、飲料、医薬品、化粧品の着色に使用される黄色～橙色の色素です。また、ビタミンＡの前駆物質として、食品、サプリメント、動物飼料の栄養素としての重要な役割があります。ビタミンＥやビタミンＣと共にβ-カロチンを用いると、抗酸化ビタミンとして相乗効果を発揮し、心臓血管疾患、ガンのような変性疾患の予防に効果があるとされています。
カンタキサンチンは、キノコやサケ、マスの肉中に含まれています。家畜の飼料用として、家禽類の健康的な成長と繁殖を目的とし、特に卵黄に移行しやすいことから卵黄の色調を効率良く、均一に得るために家禽用飼料に添加されています。
アスタキサンチンは、主に銀ザケ、マス、タイの飼料に添加されています。特に海洋生物の赤色の大部分は、このアスタキサンチンによるもので、サケ・マスの身やエビ・カニの殻に代表されるように我々に最も馴染みのある色素の一つです。
ルテインは、とうもろこしなどの野菜や果物に一般的に含まれる黄色のカロテノイドで、特異的に網膜に存在する数少ないカロテノイドです。ルテインを多く含む食品の摂取は、その抗酸化作用と細胞損傷を促進する有害な青色光の吸収作用によって、加齢性網膜黄斑変性症や白内障にかかる危険性を低減するといわれています。
