動植物または微生物から抽出される色素のこと。天然染料と天然顔料に分けられる。代表的なものとしては、β-カロテン、カルサミン、コチニールなどがある。

有機合成色素（タール色素）に比べて光や熱、薬品に堪える力が弱く、色落ちや変色が起きやすい。そのためタール色素が低コストで作れるようになってからは食品以外での利用はあまり進まなかった。しかし、近年は安全性の高さや自然な色調、薬理効果などのメリットが見直され、化粧品への利用が再び増えてきている。

詳しくは、読んで美に効く基礎知識本文「花やお野菜、木の皮や根っこ／虫からも取れる天然色素」参照のこと。