В пищевой промышленности бета-каротин широко используют в качестве натурального красителя (пищевая добавка Е160а) и, благодаря антиоксидантной и провитаминной активности, его применяют при производстве продукции лечебно-профилактического назначения.

Бета-каротин получают с помощью химического и микробиологического синтеза. Оба способа могут обеспечить получение достаточно чистого кристаллического продукта. Однако в случае химического синтеза не исключается попадание в продукт в следовых количествах химических реагентов, используемых в качестве катализаторов на различных этапах получения бета-каротина. Поэтому для производства пищевого и фармацевтического бета-каротина используется метод микробиологического синтеза. Микробиологический бета-каротин содержит лишь некоторые клеточные метаболиты безопасные для здоровья человека.

Известно около 600 различных каротиноидов, из них только 10% обладают про-А-витаминной активностью. Наиболее распространенным в природе и хорошо изученным является бета-каротин. Симметричная структура молекулы бета-каротина, состоящая из двух остатков витамина, А с сопряженной системой π-связей, делают его уникальным с химической и биологической точек зрения. Когда человеку не хватает витамина, А, организм удовлетворяет свои потребности в нем при расщеплении бета-каротина. Бета-каротин, в отличие от витамина, А, даже при избыточном поступлении в организм не токсичен.
Наибольшей А-витаминной активностью из-за пространственной конфигурации своей молекулы обладает транс-изомер  бета-каротина. Именно транс-изомер  бета-каротина способен легко трансформироваться в организме в витамин А. Альфа-каротин и цис-изомеры обладают меньшей эффективностью. Ликопен, лютеин и зеаксантин не обладают про-А-витаминной активностью.

Сравнительные исследования различных антиоксидантов, проведенные в Италии, показали, что бета-каротин эффективнее альфа-токоферола в 47 раз. Одна молекула бета-каротина может связать 5–6 высокоактивных свободных радикалов.

Применение бета-каротина позволяет предотвратить разрушение клеток организма, стимулирует нервную и иммунную системы, оказывает защитное действие на кожу, снижает образование холестериновых бляшек и нарастание липидных отложений на стенках кровеносных сосудов, позволяет увеличить стойкость организма к различным заболеваниям.

Бета-каротин производится в разнообразных товарных формах, удобных для использования в различных пищевых производствах:

• порошок, растворимый в воде;
• порошок, полученный по новейшей технологии, растворимый в холодной воде, содержащий бета-каротин покрытый матрицей из желатина;
• растворы бета-каротина в масле с содержанием бета-каротина 0,2–1%
• суспензия бета-каротина в масле (до 30%);
• водные эмульсии, диспергируемые в холодной воде, с содержанием бета-каротина до 5%.

Использование бета-каротина при производстве продуктов питания позволяет улучшить их органолептические свойства, повысить пищевую ценность и сохранить качество продукции при длительном хранении.