天然色素多由天然呈色的植物制取。这些呈色的植物组分，皮、壳、叶、渣等往往以此作综合利用。也有由动物制取的，如紫胶色素（胭脂虫色素），还有由微生物制取的，如红曲色素。制取方法除焦糖色系以糖类物质在高温下加热焦化而得外，多以水或相关溶液抽提，再进一步精制，浓缩干燥而成。也有将呈色植物组分经干燥，粉碎直接应用的。还有通过组织培养等生物技术方法来制取的。有以人工化学合成的方法，制取在化学结构上与天然完全相同的色素（nature-identical colours）如β-胡萝卜素，其安全性比一般合成色素为强。