花青素是一种存在植物中的水溶性天然色素，属于类黄酮化合物，基本结构是2-苯基苯并吡喃的羟基取代衍生物。在自然界中，很少有游离态的花青素，通常是和糖苷键结合成稳定的花色苷。
从化学结构上来看，花青素主要分为六种：矢车菊素（蓝莓、黑米等）、天竺葵素（红龙果、紫甘蓝等）、飞燕草素（黑加仑、越橘等）、锦葵色素（葡萄、紫玉米等）、芍药色素（桑葚、紫薯等）、牵牛花色素（紫洋葱、紫玉米等）。以矢车菊素为例，它是的分子结构中含有多个羟基（-OH），且B环含有3-4个羟基，这些极性基团增加了分子的水溶性和极性。矢车菊素的pKa为6.29，在25℃下，酸性环境中较稳定。当pH是3.0以下的时候呈红色，pH8.5时呈紫色，pH11.0时呈蓝色，这几种颜色的变化并不是突然的，而是循序渐进的。
一般用高效液相色谱（HPLC）或超高液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）测定。
虽然，花青素是极性化合物，也可以用C18反相色谱柱，通过在流动相（乙腈和水）中添加酸（4%磷酸溶液）的方式来增强保留。另外，在流动相中添加4%的磷酸，可保持矢车菊素的稳定性，避免发生解离，从而维持比较好的峰形和分离度。如果是六种花青素分离和测定，要使用梯度洗脱，如果是单独的矢车菊素，可以使用等度洗脱，也就是通过实验优化出比较适合的比例。
进样量、流速与C18色谱柱的规格有关。如果用UPLC-MS/MS测定，用的是比较短的柱子，流速和进样量都会比较低（如0.3ml/min，进样量1-2ul），且符合柱子的要求。如果是串联质谱，酸就不能用磷酸，可以用甲酸来代替。如果是250mm长、4.6mm内径和5um粒径，就用0.8-1ml/min的流速，10-20ul的进样量。柱温是比较关键的，看似是比较随意的，其实也是有依据的。柱温的高低会直接影响到色谱峰的分离度和保留时间，另外，还要考虑样品在不同温度下的状态，不能发生分解，同时也会考虑在这个温度下流动相或溶剂是否会和样品发生反应。在确保良好的峰形和分离度的基础上，应避免柱温的波动，防止影响到基线的稳定性。柱温设置不当可能导致峰分不开、拖尾或双峰等问题。
如果是串联质谱，则需要设置好对应的参数，将化合物打成碎的带电荷的离子。只有规定了质荷比（m/z）的带电离子才能通过一级质量分析器，形成母离子。再用矢车菊素的离子对，也就是是只有符合母离子-子离子的形式，才能通过二级质量分析器，从而达到检测器并被记录下来。通过标准曲线，计算出样品中的矢车菊素的含量。