維生素A是指所有具有視黃醇生物活性的化合物。有兩大類物質可以提供視黃醇生物活性。其一是指視黃醇、其代謝產物以及具有相似結構的合成類似物，這一類也稱為類視黃醇（Retinoids）物質，也稱為預先形成的維生素A，主要膳食來源為動物性食物中含有的視黃醇和視黃酰酯。另一類物質是維生素A原類胡蘿卜素，是指來自于植物性食物的在體內可以轉化生成視黃醇的類胡蘿卜素，它們是膳食視黃醇的前體物質，主要包括β-胡蘿卜素、α-胡蘿卜素和β一隱黃質。
維生素A是一組由20碳結構構成的、具有一個β-紫羅酮環、一個由四個頭尾相連的類異戊二烯單元組成的側鏈以及在碳-15位結合了一個羥基（視黃醇）、或者醛基（視黃醛）、或者羧酸基（視黃酸）、或者酯基（視黃酯）的分子集合。類胡蘿卜素為聚異戊二烯化合物或萜類化合物，已經發現自然界中存在600多種形式的類胡蘿卜素，其中只有部分具有維生素A原營養活性，但是具有膳食維生素A意義的只有β-胡蘿卜素、α-胡蘿卜素和β-隱黃質三種。全反式異構體是每一種類胡蘿卜素最常見的和穩定的形式，但是，也存在許多順式異構體。類胡蘿卜素通常包含40碳原子，具有廣泛的共軛雙鍵系統，在其共軛碳鏈的末端，具有一個或兩個環狀結構。番茄紅素是一個例外，它沒有環狀結構，也沒有維生素A活性。
維生素A屬于脂溶性維生素，可以不同程度地溶于大部分有機溶劑，但不溶于水。維生素A及其衍生物很容易被氧化和異構化，特別是在暴露于光線（尤其是紫外線）、氧氣、性質活潑的金屬以及高溫環境時，可加快這種氧化破壞。但一般烹調過程不至于對食物中的維生素A造成太多破壞。在理想條件下，如低溫冷凍等，血清、組織或結晶態的類視黃醇可保持長期穩定。在無氧條件下，視黃醛對堿比較穩定，但在酸中不穩定，可發生脫氫或雙鍵的重新排列。油脂在酸敗過程中，其所含的維生素A和胡蘿卜素會受到嚴重的破壞。食物中的磷脂、維生素E或其他抗氧化劑有提高維生素A穩定性的作用。在維生素A的衍生物中，視黃酸和視黃酰酯的穩定性最好。
視黃醇和其他類視黃醇都具有連續共軛雙鍵，它們都能產生特有的紫外光或可見光吸收光譜。在乙醇中的最大吸收波長為全反式視黃醇325nm，全反式視黃醛381nm，全反式視黃酸350nm。視黃醇在325nm波長紫外光照射下，可以產生470nm熒光。目前最常見的類視黃醇檢測方法，就是利用其上述特性，采用反相高效液相色譜，配合紫外光/熒光檢測器來完成。維生素A在體內主要儲存于肝臟中，約占總量的90%-95%，少量存在于脂肪組織。
β-胡蘿卜素是類胡蘿卜素中最為突出的一個成分，原因在于它是最早被認識的類胡蘿卜素組分；它幾乎是人體內含量高的類胡蘿卜素組分；它在我們食物中分布最廣、含量最豐富，特別是在蔬菜、水果中最突出，幾乎所有的蔬菜、水果，或多或少都有其蹤跡；此外，它也是類胡蘿卜素組分中維生素A原活性最強的。
β-胡蘿卜素分子式為C40H56，分子量為536.87，其分子結構中具有許多共軛雙鍵，這些雙鍵即可吸收可見光中的某些光譜，使其呈現特殊顏色，同時又使其具有極強的淬滅活性氧自由基的能力，可減輕機體抗氧化損傷，從而發揮疾病預防作用。β-胡蘿卜素分子實際上就是兩個尾部相連的視黃醇分子，通過中心裂解或偏心裂解，可轉變成兩個或一個維生素A。β一胡蘿卜素又分為全反式和順式異構體。全反式β-胡蘿卜素經過中心裂解，可以生成兩分子全反式視黃醇（維生素A），順式β-胡蘿卜素轉換為維生素A的產量則較低。
α-胡蘿卜素與β-胡蘿卜素分子結構相似，為同分異構體，差別在于一端的β-紫羅酮環中5’，6’雙鍵發生變化，而此β-紫羅酮環是維生素A活性所必需的結構。因此，α-胡蘿卜素轉變為維生素A的產量只有β-胡蘿卜素的一半。除維生素A活性外。α-胡蘿卜素的性質和功效與β-胡蘿卜素相似。
β穩黃質，也被稱為β-隱黃素、β-胡蘿卜素-3-醇，是一種含氧的葉黃素類的類胡蘿卜素，其分子式為C40H56O，分子量為552.87。與β-胡蘿卜素相比，β-隱黃質分子結構是在3位由一個輕基取代原來的一個氫原子，其分子比β-胡蘿卜素多一個氧原子，由此造成β一紫羅酮環結構變化，使這一半分子失去維生素A活性可能，故β隱黃質和α-胡蘿卜素一樣，轉變為維生素A的產量只有β-胡蘿卜素的一半。除了維生素A活性外，β隱黃質也同樣具有較強的抗氧化活性。
膳食中的類胡蘿卜素相對比較穩定，烹調過程中破壞較少，并且食物的加工和熱處理有助于提高植物細胞內胡蘿卜素的釋出，提高其吸收率。但長時間的高溫，特別是在有氧和紫外線照射的條件下，損失會明顯的增加。我國的炒菜方法，胡蘿卜素的保存率為70%一90%。