类胡萝卜素类化合物是一类天然化合物，它们可在植物及微生物体内被合成。在高等植物中，类胡萝卜素在体内的合成类异戊二烯代谢途径进行。在类异戊二烯代谢途径中，一般认为：第一个类胡萝卜素合成的前体为３５－二羟－３－甲基戊酸（ＭＶＡ，Ｃ６），随后有牛儿牛儿焦磷酸（ＧＧＤＰ，Ｃ２０），八氢蕃茄红素（ｐｈｙｔｏｅｎｅ，Ｃ４０），蕃茄红素（ｌｙｃｏｐｅｎｅ，Ｃ４０）及β－胡萝卜素（β－ｃａｒｏｔｅｒｎｅｓ，Ｃ４０）等代谢产物的合成，最后形成叶黄素（ｘａｎｔｈｏｐｈｙｌｓ）。在高等植物中，牛儿牛儿焦磷酸的合成，八氢蕃茄红素的合成及去饱和三个反应及相关的酶和基因已被比较透彻地研究。类胡萝卜素的生物合成由遗传和环境因子共同调控。许多高等植物光合组织的遗传突变对类胡萝卜素生物合成的影响已被详尽地探讨过。环境因子对体内类胡萝卜素生物合成基因的表达有明显的影响。在高等植物的光合组织中，类胡萝卜素生物合成于细胞的叶绿体中。环境因子，如：光和温度等，可在酶、叶绿体和细胞三个不同水平上调控类胡萝卜素的生物合成。