La produzione di melanina avviene nello strato interno della pelle a opera dei melanociti ed è dovuta per la maggior parte alla presenza di un enzima, la tirosinasi. Nella popolazione bianca, l'attività dell'enzima viene stimolata dalla luce: quando prendiamo il sole, quindi, i melanociti producono più melanina e ci permettono di avere l'effetto “abbronzato”.

Nella popolazione nera, l'enzima non è regolato dalla luce, ma ha un'attività permanente nel tempo: questo porta alla continua produzione di pigmento e alla caratteristica colorazione della pelle.

All'interno della popolazione bianca, è possibile che esistano mutazioni che rendono la produzione della melanina indipendente dalla stimolazione dei raggi solari, producendo un meccanismo simile a quello osservato nelle popolazioni di pelle nera. Queste mutazioni possono cambiare il controllo dell'attività della tirosinasi o di altri enzimi coinvolti nella deposizione del pigmento.

Poiché esistono in genere due copie per ogni gene che porta alla produzione dei fattori necessari alla generazione di melanina, è possibile che la mutazione di una sola delle due copie non sia sufficiente ad avere un effetto sulla colorazione della pelle. Tuttavia, se due persone sono portatrici di una di queste mutazioni, è probabile che alcuni dei loro figli ereditino entrambe le copie mutate. La produzione di melanina non viene quindi più controllata dalla luce solare ma è continua e la pelle assume una colorazione scura.

È quindi possibile che da genitori, o nonni, bianchi nascano figli con la pelle scura. Tuttavia, in natura è più conosciuto l'effetto opposto, in cui manca completamente la melanina, altrimenti conosciuto come albinismo. Le persone albine non producono il pigmento in alcuni o in tutti i tessuti in cui normalmente è presente: si possono così avere problemi dermatologici e della vista.