Die natürliche Haarfarbe wird durch spezielle Zellen in der Haut und den Haarwurzeln produziert und in die Haarzellen hinein abgegeben. Die Farbzellen heißen Melanozyten, und sie stellen den Farbstoff Melanin her. Man kann sich dieses Melanin auch als sehr kleine Farbkörnchen vorstellen. Sie verleihen den Haaren noch innerhalb der Kopfhaut ihre Farbe. Doch wie kommt es nun zu einer solch großen Vielfalt von Haarfarben beim Menschen? Gibt es viele unterschiedliche Melaninsorten? Im Gegenteil, es gibt nur zwei Sorten von Melanin–Farbkörnchen: schwarz–braune und rot–gelbe. Die Vielfalt der Haarfarben entsteht allein durch das Mischungsverhältnis dieser beiden Melanin–Typen und die Gesamtmenge an Farbkörnchen im einzelnen Haar.
Blonde Haare enthalten insgesamt nur wenig Melanin und zwar ausschließlich die rot–gelbe Sorte. Braune Haare enthalten eine Mischung aus schwarz–braun und rot–gelb. Je nach dem, in welchem Verhältnis die beiden Melanin–Typen stehen, sind die Haare dann dunkelbraun oder hellbraun. Hat jemand rote Haare, dann enthalten diese nur rot–gelbes Melanin und zwar sehr viel davon. Schwarze Haare enthalten eine große Menge ausschließlich schwarz–braunen Melanins. Diese Sorte Melanin schützt Haut und Haar auch vor UV-Licht.
Die Haarfarbe befindet sich im Inneren eines Haares, die äußere Schuppenschicht, die das Haar vor äußeren Einflüssen und Beschädigungen schützen soll, ist farblos. Im Zentrum hat das Haar einen Markkanal, der mit Luft gefüllt ist.
Wenn die Melanozyten im Laufe der Zeit aufhören, Melanin herzustellen, wird der Haarschopf zunächst grau und später weiß. Graue Haare jedoch gibt es nicht wirklich. Betrachtet man die einzelnen Haare, so gibt es wieder nur zwei Sorten: Solche, die noch Melanin enthalten und solche, deren Wurzeln keines mehr produzieren, und die deshalb frei sind von natürlichen Farbstoffen. Es ist auch hierbei wiederum die Mischung, die die unterschiedlichen Tönungen und Schattierungen entstehen lässt. Graue Haare setzen sich aus einer Mischung von weißen und farbigen Haaren zusammen. Aus diesem Grund sehen graue Haare auch meist nicht einheitlich gefärbt, sondern eher meliert oder gesprenkelt aus.
Sieht man sich weiße Haare genauer an, so stellt man fest, dass es sich dabei in Wirklichkeit um durchsichtige, transparente Haare handelt. Die weiße Farbe, die vom Betrachter gesehen wird, entsteht durch die vielfache Brechung des Lichts durch die Vielzahl an Einzelhaaren. Unter dem Mikroskop erscheint ein einzelnes weißes Haar tatsächlich transparent und beinahe durchsichtig.
