Le beurre doit sa couleur jaune au bêta-carotène, le même pigment naturel qui rend les carottes orange.

Le bêta-carotène est un hydrocarbure de la famille des terpènes, synthétisé par les plantes pour la photosynthèse. Lorsqu'une vache consomme de l'herbe fraîche, ce pigment liposoluble traverse la paroi intestinale et se lie aux lipoprotéines pour être transporté vers les tissus adipeux et les glandes mammaires. Contrairement aux chèvres ou aux moutons qui convertissent presque tout le bêta-carotène en vitamine A incolore, les vaches en stockent une grande partie sous sa forme pigmentée dans les globules de gras du lait.Le lait liquide paraît blanc en raison de la caséine et des globules de gras qui diffusent la lumière, cachant ainsi le pigment. Le processus de barattage rompt les membranes protectrices des globules gras, permettant aux lipides de s'agglomérer. Cette concentration massive de graisses rend la présence du bêta-carotène visuellement détectable à l'œil nu, créant cette teinte dorée.Historiquement, la couleur du beurre servait d'indicateur de qualité nutritionnelle. En hiver, quand l'herbe se raréfie, le beurre devient naturellement plus pâle. Pour maintenir une apparence constante toute l'année, certains producteurs ajoutent des colorants naturels comme le rocou ou des extraits de carotte. Des études agronomiques montrent que le beurre de pâturage contient jusqu'à 50 % de bêta-carotène en plus que le beurre industriel issu d'élevages en étable.