勞動人民在長期生產實踐中，早就知道農作物一定要有陽光、空氣、水分才能生長。但是科學上對綠色植物的生長作用的了解隻是在18世紀以後才開始。經過幾代植物學家和化學家們的辛勤研究，才逐步認識到這種作用的本質是植物利用太陽能，將水分和空氣中的二氧化碳轉化成碳水化合物，並放出氧氣。這個過程就叫光合作用。
由於光合作川的結果，太陽能轉化成化學能，並且生成碳水化合物。植物就依靠這個碳水化合物生存，而動物又依靠植物生存。
葉綠素存在於植物的葉子裏。正是由於它的存在而使葉子呈現綠色。它在光合作用中起著重要的催化作用。
1818年，法國藥劑師、化學家彼裏蒂埃和卡萬圖從綠葉中發現它裏麵還有葉黃質，並分別命名它們為葉綠素和葉黃質，他們都來自希臘文。
但是當時他們隻是把它們作為化學物質分離出來進行研究，而沒有確定它們是什麼化學物質。大約過了80年後，一位英國專門研究自然產物的化學教授辛克揭開謎底，認為它是一種混合物，不是純淨的化合物。
1906—1913年，德國化學家威爾斯塔特和他的助手斯托爾研究了葉綠素，明確指出葉綠素不是單一均勻的物質，而是由四部分組成，兩部分是藍一綠葉綠素a（C_55H_72O_5N_4M g）和黃一綠葉綠素b（C_55H_70O_6N_4M g），另兩部分是黃的胡蘿卜索（C_40H_56）和葉黃質（C_40H_56O_2）、他發現藍—綠葉綠素a和黃—綠葉綠素b以3：1比例存在，葉黃質和胡蘿卜素以2：1比例存在。為了分離這些複雜的物質，他利用了俄國植物學家茨維特創造的色層分離法，確定葉綠素分子中含有鎂原子，它與4個吡咯環連接，就如血液中血紅蛋白中血紅素分子中的鐵原子一樣。威爾斯塔特因此獲得1915年諾貝爾化學獎。
胡蘿卜素又稱葉紅素，1832年，德國藥學教授瓦肯路德因從胡蘿卜中發現了它而得名。1907年威爾斯塔特分析確定了它的化學式。它是紅色的，由於它溶解在脂肪中時因溶解量不同而呈現出橙色或黃色。胡蘿卜和甘薯呈現橙色或黃色，正是由於它們含有胡蘿卜素。黃油和蛋白由於含胡蘿卜素而呈現黃色。含有胡蘿卜素的動物脂肪，如雞的脂肪是黃色的。不含胡蘿卜素的脂肪，如豬油是白色的。
胡蘿卜素在人的肝髒或大腸內受酶的作用轉變成維生素A，凶此它是維生素A原。
胡蘿卜素也溶解在人的皮下脂肪層中，膚色黃的人正是由於他們皮膚底下有足夠的胡蘿卜素。