Tal como acontece com outros frutos, os principais pigmentos visíveis num pimento imaturo são as clorofilas. Mas, apesar da clorofila ser fundamental para a fotossíntese, há outros pigmentos que contribuem para que a planta consiga obter mais energia da luz solar, nomeadamente os carotenóides - vermelhos, alaranjados e amarelos. Contudo estes não são visíveis, pois ficam "escondidos", pelas clorofilas.
À medida que o pimento amadurece, as clorofilas decompõem-se e surgem os carotenóides com as suas belas cores. Por exemplo o pimento passa de verde (imaturo) a vermelho (maduro).
Curiosamente os pimentos são das poucas plantas que são capazes de biosintetizar os pigmentos vermelhos que lhes dão cor - a capsantina e a capsorubina. Por isso estes até são chamados de "cetonas da paprica".
Também, curiosamente, o aroma tão familiar e característico do pimento verde deve-se a uma única substância 2-metoxi-3-isobutil pirazina. O nariz humano consegue detectar este composto em solução aquosa em concentrações extremamente baixas, de 0.002 partes-por-trilião (i.e. 2:1,000,000,000,000). Isto significa que esta substância, também conhecida por pirazina do pimento, está entre as substâncias com o odor mais intenso conhecidas.