秋天植物会变色归结为三种重要的色素：叶绿素，类胡萝卜素和花青素。还有许多其他因素也有助于改变叶子的颜色。温度、湿度、pH值甚至土壤条件都已被证明会影响叶子的色调。但是，虽然有这么多的生物和化学过程的影响，树叶的颜色最终的决定因素还是光照。如银杏、黄栌、柿、漆树、枫香、山麻杆、石楠等。

叶绿素可能是人们最为熟悉的，几乎所有的植物叶片中都有叶绿素的成分存在。叶绿素通过光合作用吸收红光和蓝光，反射出绿色光，并且将二氧化碳和水转换成氧气和碳水化合物。

叶绿素是叶片细胞中的主力军，所以在春季和夏季，叶子显现出来的颜色就是绿色。更重要的是，叶绿素不是稳定的化合物，当它分解时，植物需要依靠阳光和温暖的气候来保持叶绿素的含量。随着秋季的到来，白天时间变短，气温逐渐转凉，叶子产生的叶绿素也越来越少。当叶绿素产生的速度开始落后于叶绿素的分解速度时，叶子中的绿**素就开始减少。

叶绿体中的类胡萝卜素含有两种色素，即胡萝卜素和叶黄素，前者呈橙**，后者呈**。类胡萝卜素在叶子里起的作用与叶绿素类似，但它的分解速度远远低于叶绿素的分解速度。类胡萝卜素虽然也吸收不同波长的光，但在光合作用中的作用不大。由于类胡萝卜素吸收蓝光和蓝绿光，因此叶片反射出的光线是**的。当叶绿素含量开始下降，叶子的绿颜色开始消褪，留下类胡萝卜素的**色调。如果类胡萝卜素被一种叫单宁酸的化学品氧化破坏了，叶子的颜色就变为棕色。

花青素又称花色素，是自然界一种广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属黄酮类化合物。它也是植物花瓣中的主要呈色物质，水果、蔬菜、花卉等五彩缤纷的颜色大部分与之有关。秋天树叶中的花青素可溶糖增多，细胞为酸性，花青素在酸性条件下呈红色，所以叶子呈红色，其颜色的深浅与花青素的含量呈正相关性，可用分光光度计快速测定。花青素的颜色受许多因子的影响，低温、缺氧和缺磷等不良环境也会促进花青素的形成和积累。花青素吸收蓝光、蓝绿光和绿光。因此，花青素反射出的光是猩红色，甚至是紫色的色调。

随着秋季到来，一些树木，如红枫树、漆树的花青素迅速增加，使它们的树叶显得尤为红艳，但是根据花青素、类胡萝卜素在每一片叶子中含量的比例各异，不同植物的叶子显示的颜色会有所不同——从金色、橙色到绯红色不等。秋天的光照远远少于夏天，致使叶绿素停止产生，而相对稳定的类胡萝卜素会促成花青素合成，从而使我们看到了这些颜色变化的叶片。