I carotenoidi che comprendono uno spettro di pigmenti dal giallo al marrone sono costituenti fotosintetici critici che modulano l'utilizzo dell'energia luminosa attraverso l'assorbimento selettivo e la riflessione di specifiche lunghezze d'onda. Queste molecole assorbono prevalentemente nello spettro blu-violetto e riflettono le lunghezze d'onda rosse funzionando come pigmenti accessori facilitando il trasferimento dell'energia luminosa assorbita alla clorofilla per la conversione in energia chimica e come fotoprotettori attenuando i danni da un'eccessiva esposizione alla luce. Nel regno delle microalghe un gruppo diversificato e polifiletico che comprende sia fotoautotrofi eucarioti che procarioti i carotenoidi svolgono un ruolo fondamentale. Questi organismi che vanno dalle forme unicellulari a quelle coloniali sono fondamentali per gli ecosistemi acquatici e richiedono solo luce acqua anidride carbonica e semplici nutrienti inorganici per il loro sostentamento. In qualità di produttori primari le microalghe sono fondamentali per la fissazione del carbonio a livello globale contribuendo in modo significativo alla produzione di ossigeno e al sequestro di CO2 agendo così come una pompa biologica cruciale per la mitigazione delle emissioni di carbonio.