W przyrodzie istnieją 3 izomery tego związku, różniące się umiejscowieniem jednego z wiązań podwójnych między atomami węgla.

Karoten jest prowitaminą dla witaminy A. Występuje głównie jako α-karoten i β-karoten. Istnieją także: γ, δ i ε-karoten. W 1928 roku Szwajcar Paul Karrer stwierdził, że β-karoten jest głównym prekursorem witaminy A. Był to pierwszy przypadek ustalenia struktury prowitaminy. Następnie w 1930 roku ustalił wzór α-karotenu i zsyntetyzował go. W zależności od liczby i rodzaju pierścieni jonowych wyróżniamy α-, β- i γ-karoteny. Najbardziej znanym jest β-karoten, żółty barwnik roślinny. Zawiera on dwa pierścienie β-jononu, połączone tetramerem izoprenu. α-Karoten zawiera po jednym pierścieniu α- i β-jononu, ma barwę czerwonobrązową. γ-Karoten ma tylko jeden pierścień β-jononu i występuje w grzybach i bakteriach, posiada barwę fioletową.