Gele tot rode kleurstoffen met zeer algemene verspreiding in het planten- en dierenrijk, wat vooral geldt voor de groep met 40 C-atomen.
Vele gele carotenoiden worden gevonden naast het chlorophyl in de chloroplasten. Daarbij worden de zuurstofvrije, met de formule C40H56 carotenen genoemd en onderscheiden van de zuurstof (meestal in OH-groepen) bevattende xanthophyllen; vooral in de laatste is een grote variatie.
Belangrijke carotenen zijn:
β-caroteen en lycopeen;
belangrijke xanthophyllen:
zeaxanthine (o.a. in maïskorrels), luteïne (in bladen, vroeger xanthophyl genoemd), fucoxanthine (in bruinwieren en diatomeeën [van dit pigment is overdracht van lichtenergie naar het chlorophyl ten behoeve van het photosynthese-proces aangetoond]), de rood gekleurde groep astaxanthine-hacmatochroom (in kreeftenschalen en o.a. in de in bepaalde ontwikkelingsstadia door deze lipoiden rood gekleurde cellen van het veel in dakgoten optredende groenwiertje Haematococcus pluvialis), spirilloxanthine of rhodoviolascine (een rood carotenoid uit purperbacteriën). Verder bestaat het staafjesrood in de ogen der Vertebraten uit een aan eiwit gebonden carotenoid.
Carotenoiden bij dieren, b.v. in de dooier van kippeneieren, zijn veelal opgenomen met het plantaardig voedsel. Behalve bij het photo-synthese-proces spelen carotenoiden een rol bij de gezichtszin en wellicht ook bij lichtzinreacties van lagere planten en dieren. Het vitamine A kan in het dierlijk lichaam uit C40-carotenoiden woorden gevormd (z. Caroteen).