除了從番茄中提取番茄紅素之外，還可以采用藻類和真菌及酵母發酵制備番茄紅素。異戊烯焦磷酸（IPP）作為番茄紅素合成途徑中第一個較為直接的前體物質，是由葡萄糖轉化而來。
含番茄紅素較高的有紅色細菌屬，但還未能工業化生產。利用霉菌的發酵可生產番茄紅素，但因番茄紅素經環化酶作用可形成多種類胡蘿卜素，需避免環化反應。
利用基因工程和生物技術已能部分控制番茄紅素合成過程中前體物質的轉化方向，如使FPP競爭性地從生成麥角固醇轉向番茄紅素。微生物發酵生產番茄紅素技術目前未能達到工業化生產的規模，但發酵法成本及污染相對較低，如能進一步提高菌體的貯存力和轉化力，是實現工業化生產番茄紅素經濟而有效的途徑。