辣椒玉红素是一个非极性化合物，其分子中含有多个不饱和键和共轭双键，这是它的发色基因。辣椒植物体内的类胡萝卜素主要有红色的八氢番茄红素、辣椒红素、辣椒玉红素，绿色的叶绿素，黄色和橙色的紫黄质、玉米黄质、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、叶黄素等。各种色素不同的组成和含量形成了辣椒不同的成熟果色。绿色果实中含有叶绿素和叶黄素、β-胡萝卜素、紫黄质等类胡萝卜素；红色果实中则主要是辣椒红素和辣椒玉红素。辣椒红素、辣椒玉红素由辣椒红素/玉红素合成酶（CCS）合成。而在类胡萝卜素合成途径中的差异调控方式最终表现出不同的辣椒成熟果实颜色。