Carotenoïden zijn gele tot roodachtige kleurstoffen die van nature voorkomen in planten en bepaalde micro-organismen. Ze spelen een belangrijke rol bij de overdracht van energie in de fotosynthese. Daarnaast beschermen ze deze organismen tegen de schadelijke gevolgen van zonlicht. Astaxanthine, een zeer bijzondere carotenoïde met een karakteristieke rode kleur, wordt in de natuur aangemaakt door plankton, algen en sommige planten, schimmels en bacteriën. De hoogste concentratie astaxanthine wordt aangetroffen in de microalg Haematococcus pluvialis (die ook de bron is van Astamax van Vitals).

Via plankton en algen komt astaxanthine in de voedselketen terecht en zorgt het voor het roze-rode pigment in waterdieren zoals zalm, forel, garnaal, krab, zeekreeft en rivierkreeft, maar ook sommige vogels zoals de flamingo. Voor deze dieren is astaxanthine een vitamineachtige stof. Vanwege zijn bijzondere eigenschappen heeft astaxanthine het vermogen om de optimale hydrofiele en hydrofobe positie in te nemen in de lipidendubbellaag van celmembranen en mitochondriale membranen.