葉綠素及其衍生物不僅是優良的著色劑，而且具有壹系列功能特性。葉綠素的卟啉環與鎂離子的螯合穩定性不好，可以用銅或鋅代替鎂，既能增強色素的穩定性，又有良好的水溶性。葉綠素銅鈉鹽可用於食品著色，具有解熱和止血作用。
紅曲色素主要產於我國福建、浙江、廣東等地，壹般用於釀酒和火腿腸著色。紅曲如果含有壹定濃度的莫納可林K，即能抑制膽固醇的功能性成分，則稱為功能性紅曲。據悉，美國已經開始從中國進口功能性紅曲作為食品補充劑推向市場；歐洲從中國進口紅曲作為火腿腸生產的食品配料。因此，中國的紅曲，包括紅曲米和紅曲米粉產品，已經顯示出極好的市場前景。
然而，與合成色素相比，天然色素在許多方面都不盡如人意，尤其是對光、熱、pH值敏感，對氧化、還原和微生物作用敏感。如何克服由此帶來的褪色、變色等問題，是天然色素研究的重要課題。
類胡蘿蔔素受水、光、溫度影響較大，主要表現為氧化變質和非氧化變質。氧化變質可分為非酶氧化(復合氧化、金屬離子催化氧化和純氧氧化)和酶氧化(脂肪氧合酶氧化、脂肪過氧化物酶氧化和過氧化物酶氧化)。但不會氧化變質；順反異構化，環氧化合物的異構化。
如β-胡蘿蔔素中具有維生素A活性的黃色素分子有許多不飽和雙鍵，對光、氧、熱敏感，易降解；梔子黃是自然界中罕見的水溶性類胡蘿蔔素，對食品的染色性好，但耐光性和耐熱性差，用於食品中會變綠。花色苷色素極不穩定，在加工和保存過程中受酸度、加熱、氧化、還原、糖、光、金屬離子和抗壞血酸的影響，會褪色、褐變。
此外，抗壞血酸自然氧化產生的脫氧抗壞血酸和過氧化氫對花色苷的褪色變色也有很大影響。比如葡萄皮提取的色素是水溶性的，酸性時呈紅色，中性和堿性時呈藍色，對熱和光不穩定，可被金屬離子變色；紅曲容易染蛋白，但耐光性差，在熒光燈下會褪色。甜菜紅的耐光性和耐熱性較差。在100℃的條件下，其紅色逐漸變為淡黃色和褐色，氧化也可使其褪色或呈褐色。