人类对天然色素的利用，最早可追溯到新石器时代。那时的人类尚未形成“色素”的概念，却已凭借本能将自然界的色彩融入生活——用赤铁矿粉末给陶器上色，用植物汁液浸染兽皮。这一时期的应用虽单一，却开启了天然色素的探索之旅。
进入文明社会后，天然色素的应用逐渐精细化，成为权力与审美的象征。古埃及人是早期的“色彩大师”，他们从茜草中提取红色素装饰壁画，用靛蓝染制祭祀衣物，在公元前1500年，埃及墓碑上已绘有着色糖果的图案，可见天然色素已开始涉足食品领域。
1856年，英国化学家威廉·亨利·帕金意外合成了第一种人工合成色素“苯胺紫”，这一发现彻底改变了色素行业的格局。
工业革命的推进进一步加速了这一进程。食品、纺织等行业的工业化生产，对色素的需求量激增，合成色素的工业化生产能力完美匹配了这一需求。在短短几十年内，上百种合成色素被研发出来，广泛应用于糖果、饮料、纺织品等领域。
然而，现代食品毒理学和食品化学的发展，发现某些用于食品着色的合成色素不仅毫无营养价值，还有损于人体健康，甚至可能致癌、致畸，因而相继从各国许可使用的名单中删除。
1958年，美国出台相关修正案，明确禁止使用对实验动物致癌的食品添加剂；日本在1974年启动对30余种食品添加剂的慢性毒性试验，阳性品种一律禁用；中国也在1959年、1960年先后两次对合成色素进行严格审定，停用有毒性隐患的品种。
在2020年5月17日，中国副食流通协会正式发布《儿童零食通用要求》团体标准。儿童零食终于结束了国内标准“真空”。标准首次提出，儿童零食的食品添加剂指标向婴幼儿辅食标准看齐。仅允许添加GB 2760婴幼儿辅助食品中允许的添加剂种类及使用量，以及GB 2760表A.2 《可在各类食品中按生产需要适量使用的食品添加剂名单》中的添加剂，不允许使用防腐剂、人工色素、甜味剂。
12月15日，合成色素的使用再次被限制，国家市场监督管理总局、国家卫生健康委联合发布《关于将红2G等物质纳入食品中可能添加的非食用物质名录的公告》，将红2G（合成色素）、二甲基黄、二乙基黄（工业用染色剂）等纳入非食用物质名录。
中国食药安全促进会投资服务委员会副主任、中国医药教育协会特色医疗工作委员会副主任委员解奕炯表示，本次是市场监管总局联合国家卫生健康委发布的第二批名录，非食用物质名录会随着新非食用物质的发现、风险监测结果以及监管需求等不断进行修订和完善，体现了食品安全监管“预防为主、风险管理”的思路。
进入21世纪，消费者对健康、天然、无添加产品的需求日益迫切，进一步推动了天然色素行业的快速发展。根据观研报告网发布的《中国天然色素行业发展趋势研究与未来投资预测报告（2025-2032年）》显示，2024年全球天然色素市场规模达17亿美元，预计2032年全球天然色素市场规模达 35 亿美元，2024-2032年CAGR为9.4%。
2025年4月，美国食品药品监督管理局（FDA）与美国卫生与公众服务部（HHS）共同宣布，计划在2026年底前分阶段停止使用所有石油基合成食用色素，并于5月快速批准3款天然色素（藻蓝提取物、蝶豆花提取物、磷酸钙）进入免于认证清单，拓展至饮料、糖果、乳制品等多品类。
欧盟也开始收紧部分合成色素的使用场景，仍允许使用的合成色素需按照规定需标注“可能影响儿童活动与注意力”，这种势头正在加速行业向天然色素替代品的转变。
广义的天然色素是来源于自然界中带颜色物质的总称，狭义的天然色素是指从动物、植物组织、微生物或微生物代谢产物中提取得到的色素，根据不同天然色素的性质，目前常用的提取方法有超声波辅助提取法、溶剂浸提法、超临界CO2萃取法、色谱法等。天然色素根据来源可分为植物色素、动物色素、微生物色素；按化学结构分类，则分为卟啉类衍生物、异戊二烯衍生物．多酚类衍生物、酮类衍生物、醌类衍生物以及其他六大类，还可以根据色系来区分：
橙黄色系：天然胡萝卜素、β-胡萝卜素、姜黄、栀子黄、叶黄素、红曲黄、红花黄、胭脂树橙等
红色系：高粱红、萝卜红、甜菜红、紫胶红、红米红、红曲红、胭脂虫红、紫甘薯色素等
绿色系：叶绿素铜钠盐等
蓝色系：栀子蓝、藻蓝等
黑色系：植物炭黑等
棕色系：可可壳色等
如今，天然色素已被广泛应用于各类食品生产加工领域、以及化妆品、医药、纺织等多个行业，全球发展呈现“技术驱动、健康导向、全球协同”的特点。从古代的经验应用到现代的科技赋能，天然色素的发展史，本质上是人类对自然的探索史，也是对健康与美的追求史。
天然色素具备天然来源的优势，但生产成本相对较高，在使用方面可能会受环境、加工工艺等影响，未来，随着现代提取技术的不断突破，天然色素的萃取工艺不断提升，天然色素着色将会更稳定，逐步适配各类食品的加工工艺。
