色素異常的發生機理較爲複雜。有些色素性皮膚病是因遺傳因素引起;有些則因繼發因素所致;有的則原因尚未明確。本章按其病因分類有幾種解釋。
一、黑素細胞活性增加的色素沉着
1.酪氨酸經氧化形成多巴，繼而去氫生成多巴酮需酪氨酸酶的催化作用。因此在黑素的合成過程中酪氨酸酶具有重要的作用。在酪氨酸形成黑素需經過若干中間反應過程並需還原鋼的參與。任何影響酪氨酸酶及其反應過程的因素，均可引起黑素的合成與代謝的異常。如皮內硫氫基缺乏，酪氨酸酶活性增高，使黑素形成增加。如炎症後色素沉着的機理認爲與此有關。
2.感光過敏作用：皮膚黑素有吸收紫外線的能力，以防止紫外線對組織的損傷。皮膚在日曬或照射紫外線後，其保護性地使黑素形成增加。如雀斑除遺傳基因外，感光作用促進色素形成增加。
3.神經因素對黑素的影響：如丘腦產生的促黑素細胞激素抑制因子發生障礙或垂體分泌促黑素細胞激素增加，刺激黑素細胞活性增高，使黑素增多。如肢端肥大症。
4.內分泌對黑素的影響：性腺分泌雌素、求偶素，可使黑素增多。如妊娠時出色素改變。腎上腺皮質激素有抑制促黑素細胞激素的作用，可使黑素減少，當腎上腺皮質功能減退時，皮膚黑素可增加州阿狄森病。甲狀腺具有促進黑素細胞生成黑素的作用，因此甲狀腺功能亢進時，皮膚色素可加深。
二、以黑素細胞數目增加的色素性皮膚病
其發生機理大多原因不明。可與遺傳或先天因素有關。有的在出生時即有，如咖啡斑、蒙古斑、先天性色病、口周黑子病等。
三、內源性非黑素色素沉着
1.含鐵血黃素沉着是由於不同程度的皮膚出血斑。在吸收恢復過程中，含鐵血黃素沉着真皮內，表現爲褐黃色。有時因局部因素刺激伴有黑素沉着，如色素性紫癲性皮膚病。
2.黃色素沉着胡蘿蔔素血癥系食胡蘿蔔及橘類過多，血中胡蘿蔔素含量升高。由於胡蘿蔔素爲一種脂色素，可使正常皮膚呈現黃色。黃疽系由血中膽紅素增高使皮膚黃染。藥物阿的平等可使皮膚染成黃色。黃褐病的發病機理系由苯丙氨酸與酪氨酸代謝異常。
四、外源性色素沉着
金屬色素沉着的發生機理，是因皮膚或部膜內有金、銀、祕等金屬的沉着。異物色素沉着系由外來色素或異物進人皮膚，可由不同的異物顏色形成不同的色素沉着。
五、色素減退或色素脫失
其發生機理不相同。由遺傳因素引起的白化病，結節性硬化的色素脫失，系酪氨酸酶活性降低或缺陷。其表皮黑素細胞結構無明顯改變，但因缺乏酪氨酸酶使合成黑素的能力受抑制。苯丙酮尿症由於苯丙氨酸不能氧化成酪氨酸，抑制了酪氨酸之氧化生成黑素。
