Το φυσικό χρώμα των μαλλιών εξαρτάται από τη συγκέντρωση στην τρίχα χρωστικών, οι οποίες ανήκουν στην οικογένεια των χρωστικών της μελανίνης. Οι χρωστικές της οικογένειας αυτής δεν καθορίζουν μόνο το χρώμα των μαλλιών, αλλά και του δέρματος και της ίριδας του ματιού. Οι χρωστικές, από τις οποίες εξαρτάται το χρώμα των μαλλιών είναι δύο: η ευμελανίνη, η οποία έχει βαθιά καφέ απόχρωση και η φαιομελανίνη, η οποία έχει κοκκινωπή απόχρωση.
Το χρώμα των μαλλιών εξαρτάται κατά βάση από δύο παράγοντες. Αφενός από τη συγκέντρωση της χρωστικής στην τρίχα, δεύτερον από την αναλογία ευμελανίνης και φαιομελανίνης. Σχηματικά μπορούμε να πούμε πως όσο περισσότερη ευμελανίνη έχει η τρίχα, τόσο πιο σκούρα είναι τα μαλλιά. Η φαιομελανίνη δίνει ανάλογα με την συγκέντρωσή της την κοκκινωπή απόχρωση.
Οι παραγωγή των χρωστικών αυτών εξαρτάται καταρχήν από διάφορα γονίδια. Οι ακριβείς γενετικοί μηχανισμοί, με τους οποίους τα διάφορα γονίδια, που επηρεάζουν το χρώμα των μαλλιών, κληροδοτούνται από τους γονείς στα παιδιά, δεν έχουν ακόμα πλήρως διασαφηνισθεί.
Ένα σχηματικό πρότυπο, το οποίο φαίνεται πως εξηγεί εν μέρει τις διάφορες αποχρώσεις του καστανού, από το ξανθό μέχρι το μαύρο, βασίζεται στην υπόθεση, πως κάθε ένας από εμάς έχει οκτώ (8) γονίδια, που ελέγχουν την παραγωγή της ευμελανίνης. Τέσσερα γονίδια έχει κληρονομήσει από τη μητέρα του και τέσσερα από τον πατέρα του.
Τα γονίδια αυτά απαντώνται σε δύο εκδοχές, στη μία εκδοχή το γονίδιο προάγει την παραγωγή ευμελανίνης, ας το ονομάσουμε συμβατικά «Ε», ενώ στην άλλη εκδοχή το γονίδιο δεν παράγει τη χρωστική αυτή, ας το ονομάσουμε συμβατικά «ε». Όσα περισσότερα «Ε» γονίδια έχει κάποιος, τόσα πιο σκούρα είναι τα μαλλιά του, αντίστοιχα, όσο περισσότερα «ε» γονίδια έχει κάποιος, τόσο πιο ανοιχτόχρωμα είναι τα μαλλιά του.
