从苯-甲醇中结晶得到β-胡萝卜素为深紫红色六方棱柱结晶，从石油醚中得到的是红色正方形叶片晶体。熔点181～182℃。溶于二硫化碳、苯、氯仿，略溶于乙醚、石油醚、已烷及植物油，微溶于甲醇、乙醇。不溶于水、酸、碱。稀溶液显黄色。β-胡萝卜素对空气、热、光敏感，在溶液中格外敏感。在空气中易氧化变为无色、无活性的氧化产物。
维生A1的环结构与β-胡萝卜素的两个环结构相同，因此一份子β-胡萝卜素可以加水断裂为2分子的维生素A1。
表1：有维生素活性的天然胡萝卜素
化合物 | 分子式 | 来源 | 维生素A活性A%（摩尔） |
α—胡萝卜素 | C40H56 | 大多数植物 | 54 |
β—胡萝卜素 | C40H56 | 大多数植物 | 100 |
γ—胡萝卜素 | C40H56 | 胡萝卜（稀少） | 42 |
β-胡萝卜素有各种顺反不同异构体，例如：全反式-β-胡萝卜素（all-trans-β-carotene）
9-顺式-β-胡萝卜素（9-cis-β-carotene） 13-顺式-β-胡萝卜素（13-cis-β-carotene）
【标准】β-胡萝卜素在澳大利亚、德国、意大利、新西兰、瑞典、瑞士、英国、美国和我国作为保健品使用，只有美国载入《美国药典》。
【体内过程】人体摄入β-胡萝卜素后，口服后在肠道内通过一个氧化酶催化加水分解反应，在肝脏均断裂为两个分子的维生素A1（全反式维生素A），不同的胡萝卜素转化为维生素A的有效率并不一致（见表1），其中以β-胡萝卜素的活性最高。
【用途】
一、医药用途：目前认为β-胡萝卜素具有抗氧化、抗衰老等作用。
二、食品添加剂：β-胡萝卜素具有防止衰老和增强免疫力等作用，也是重要的色素，是联合国粮农组织（Food and Agricultrure Organization of the United Nations)，简称：FAO）和世界卫生组织（World Health Organization，简称：WHO）食品添加剂联合专家委员会认定的A类优秀有营养的食品添加剂（food additives）。全世界已有52个国家、地区批准使用，国际上需求量在1000吨以上，年增长率达10～15％
可作为人造奶油、色拉油、芝麻油等脂类食物的强化剂，以帮助人体对β-胡萝卜素的吸收。
三、日用化妆品：β-胡萝卜素的提取物含丰富的氨基酸、维生素、天然保湿因子、微量元素和其它生物活性物质，在日用化妆品（唇膏、胭脂等）中添加β-胡萝卜素，色泽丰满自然，还能起到保护皮肤的作用。