黑色素是由皮肤中的黑色素细胞产生的。黑色素细胞里有一种特殊的细胞器叫黑素小体，它能将酪氨酸转化为黑色素。一般来说，人体皮肤中的黑色素形成过程是这样的：首先，在紫外线等因素刺激下，黑色素细胞中的酪氨酸酶被激活，酪氨酸酶会催化酪氨酸经过一系列化学反应，逐步合成黑色素。
紫外线刺激下的形成情况
紫外线照射触发： 当皮肤暴露在紫外线下时，比如在阳光强烈的白天，紫外线中的中波紫外线（UVB）会作用于皮肤中的黑色素细胞。这时候，黑色素细胞就会被激活，开始启动黑色素的合成程序。一般来说，短时间的紫外线照射就可能刺激黑色素细胞产生反应。信号传导启动： 紫外线照射后，会引发一系列细胞内的信号传导过程。这些信号会传递到黑色素细胞的细胞核内，激活相关的基因表达，促使黑色素细胞合成更多的酪氨酸酶等与黑色素合成相关的物质。
内分泌因素影响
激素调节作用： 体内的一些激素也会影响黑色素的形成。例如，促黑素细胞激素就对黑色素的合成有调节作用。在怀孕期，女性体内的促黑素细胞激素等激素水平会发生变化，这时候很多孕妇会出现皮肤色素沉着，也就是常说的“妊娠斑”，这就是内分泌因素导致黑色素形成增加的表现。一般怀孕中期开始，这种情况可能就会逐渐显现。雌激素的影响： 雌激素也会对黑色素合成有影响。女性在月经周期中，雌激素水平波动时，皮肤的黑色素细胞活性也会有所变化。在月经前期，部分女性皮肤可能会变得更黑一些，就是因为雌激素等激素的波动影响了黑色素的形成。
遗传因素主导
基因决定基础： 遗传因素在黑色素形成中起着重要作用。如果家族中有皮肤较黑的遗传倾向，那么后代皮肤中的黑色素细胞可能天生就更容易合成黑色素。比如，某些遗传性皮肤病，像遗传性黑色素细胞增多症，就是由特定的基因缺陷导致黑色素细胞过度合成黑色素，使得皮肤从出生就比常人更黑。一些研究表明，大约有20% - 30%的黑色素形成差异是由遗传因素决定的。基因调控机制： 相关的基因会调控黑色素细胞中酪氨酸酶的合成以及黑色素的代谢过程。如果基因出现异常，就可能导致黑色素合成过多或过少。例如，白化病患者就是因为相关基因缺陷，导致黑色素细胞不能正常合成黑色素，从而出现皮肤、毛发等发白的症状。