โครงสร้างโมเลกุลของแซนโทฟิลล์มีความคล้ายคลึงกับสารกลุ่มแคโรทีน แต่แซนโทฟิลล์มีอะตอมของออกซิเจน ในขณะที่แคโรทีนเป็นสารกลุ่มไฮโดรคาร์บอนที่ไม่มีออกซิเจน โดยออกซิเจนในแซนโทฟิลล์มีทั้งในรูปกลุ่มไฮดรอกซิล และ/หรือจับกับอะตอมไฮโดรเจนในรูปแบบอีพอกไซด์ (epoxide) ทำให้แซนโทฟิลล์มีขั้วมากกว่าแคโรทีน และก่อให้เกิดความแตกต่างเมื่อทดสอบด้วยกระบวนการโครมาโทกราฟี