Les caroténoïdes (ou tétraterpénoïdes) sont des pigments organiques. On les trouve dans les chloroplastes et les chromoplastes des plantes, ainsi que dans certaines bactéries et champignons.

Les seuls animaux connus pour produire des caroténoïdes sont les pucerons et les acariens, dont les gènes proviennent de champignons.

Il existe plus de 600 caroténoïdes connus. Ils sont de deux types, les xanthophylles (qui contiennent de l'oxygène) et les carotènes (qui sont des hydrocarbures purs sans oxygène).

Les caroténoïdes jouent deux rôles clés dans les plantes et les algues : ils absorbent l'énergie lumineuse pour la photosynthèse et protègent la chlorophylle des dommages causés par le soleil. Le bêta-carotène est la forme la plus courante chez les plantes.

Certains caroténoïdes ont une activité de la vitamine A (ils peuvent donc se transformer en rétinol). Ces caroténoïdes et d'autres peuvent également agir comme antioxydants. Dans l'œil, certains autres caroténoïdes (lutéine, astaxanthine et zéaxanthine) agissent apparemment directement pour absorber la lumière bleue et quasi ultraviolette nocive. Cela protège la macula de la rétine, la partie de l'œil où la vision est la plus nette.