I vegetali sono dotati di pigmenti, cioè di sostanze colorate. I pigmenti principali delle piante superiori sono le clorofille e i carotenoidi. Le clorofille hanno colore verde, con due tonalità diverse. Si parla di clorofille, perchè sono due: la clorofilla "a", che è l'artefice principale della fotosintesie e la clorofilla "b", che è considerata un pigmento accessorio. Un altro importante gruppo di pigmenti accessori è quello dei carotenoidi, di colore giallo - arancione.

I carotenoidi abbondano nei cloroplasti, ma normalmente il loro colore è mascherato dalla clorofilla, per cui le foglie appaiono di norma verdi, e non gialle o arancioni. I carotenoidi, quando sono contenuti in altri organuli, detti cromoplasti, sono invece ben visibili nei petali dei fiori o nei frutti, ai quali danno i bei colori a tutti noti. In alcuni momenti dello sviluppo della pianta, soprattutto in autunno, si verifica un cambiamento del rapporto quantità di clorofilla/quantità di carotenoidi, i cloroplasti si trasformano in cromoplasti e il colore delle foglie diventa rosso, arancione o giallo.

Alcune piante conservano per tutto l'anno una forte quantità di carotenoidi (vedi Acero rosso) oppure presentano questo fenomeno in alcuni momenti, come il pioppo.

Esistono poi altri pigmenti, detti antociani, che sono contenuti nel vacuolo di alcune cellule vegetali, che rendono i petali dei fiori azzurro, viola, rosa, rosso con tutte le sfumature intermedie.