Karotenoidai (karotinoidai) – nesotieji angliavandeniliai, karotenui giminingi izoprenoidai – geltoni, oranžiniai, raudoni, riebaluose tirpūs biologiškai aktyvūs pigmentai. Juos sintetina bakterijos, grybai ir augalai. Išskiriamos dvi grupės – karotenai ir ksantofilai. Karotenai sintetinami augaluose. Daugiausia jų būna lapuose prieš augalo žydėjimą, nemažai yra morkose, erškėčių vaisiuose, serbentuose, šaltalankio uogose. Yra trys karotenų izomerai α-, β- ir γ-. Labiausiai paplitęs ir biologiškai aktyviausias β-karotenas (vitamino A provitaminas), kuris kepenyse paverčiamas vitaminu A. Žmogus β-karoteno gauna su augaliniais produktais. Ksantofilų yra augalų lapuose (rudenį nuspalvina lapus), žieduose, vaisiuose, pumpuruose, dumbliuose, kiaušinio trynyje. Karotenoidai augaluose absorbuoja trumpąsias šviesos bangas, perduoda jų energiją chlorofilui, neleidžia suirti nuo šviesos kai kuriems fermentams. Be šviesos sugėrimo funkcijos karotenoidai yra antioksidantai (ypač β-karotenas) – saugo ląstelę nuo žalingo aktyviųjų deguonies formų poveikio (labai veiksmingas antioksidantas yra iš pomidorų išskirtas karotenoidas likopenas).