胡萝卜汤变红主要因为熬煮时胡萝卜里的β-胡萝卜素遇到高温氧化。普通胡萝卜含有0.5%-1.5%的β-胡萝卜素，长时间炖煮（超过30分钟）会让这些黄色物质氧化成红色素。比如实验数据显示，120℃加热15分钟颜色变化最明显，而普通家庭灶具大火熬煮温度常达130℃以上。

红汤形成是氧化反应和火候共同作用的结果。首先β-胡萝卜素在高温下分解成不饱和结构，接着接触空气中的氧气发生氧化，分子结构改变导致颜色变深。比如红皮胡萝卜β-胡萝卜素含量比普通品种高20%-30%，更容易出现红汤。如果汤里加了醋或柠檬汁，酸性环境会加速氧化反应。实验发现加酸后氧化时间从40分钟缩短到25分钟，但酸度过高（超过5%）会破坏胡萝卜素结构。搅拌频率也有影响，每5分钟搅拌一次能均匀氧化，不搅拌的话局部温度过高反而会让汤色发黑。