在植物的叶子里，含有许多天然色素，如叶绿素、
叶黄素、花青素和
胡萝卜素。叶的颜色是由于这些色素的含量和比例的不同而造成的。
春夏时节，叶绿素的含量较大，而叶黄素、胡萝卜素的含量远远低于叶绿素，因而它们的颜色不能显现，叶片显现叶绿素的绿色。由于叶绿素的合成需要较强的光照和较高的温度，到了秋天，随着气温的下降，光照的变弱，叶绿素合成受阻，而叶绿素又不稳定，见光易分解，分解的叶绿素又得不到补充。所以叶中的叶绿素比例降低，而叶黄素和胡萝卜素则相对比较稳定，不易受外界的影响。因而，叶片就显现出这些色素的黄色。
在植物的叶子中储藏有
光合作用产生的淀粉，淀粉只有转化成
葡萄糖，才能输送到植物的各部分去。但是到了深秋季节，天气变冷，叶子在白天制造的淀粉由于输送作用的减弱，到了晚上也不能完全变为葡萄糖运出叶子，同时叶子内的水分也逐渐减少，于是葡萄糖就留在叶子里，浓度越来越高。而葡萄糖的增多和秋天低温有利于花青素的形成。所以，花青素含量逐渐增多而叶绿素含量逐渐降低。花青素是一种不稳定的有机物，本身没有颜色，当它遇到酸性物质时变成红色，遇到碱性物质时会变成蓝色。这样，花青素在酸性的叶肉细胞中就变成了红色，所以树叶就变成了鲜红色。
生长旺盛的叶子大都是碧绿的，衰老的叶子就变得枯黄了。
黄栌、枫树等的绿叶，到了秋天竟变成猩红色，而
紫鸭跖草的叶子终年都是紫红色的。同样都是叶子，为什么会有这么多颜色上的变化呢？
原来，叶子里除了含有绿色的叶绿素以外，还含有橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素。通常情况下，叶绿素的含量最多，其他色素的含量少，其他颜色完全被绿色掩盖住了。于是，叶子就显现出绿色来。
不过，叶绿素也有个弱点，那就是容易被破坏。到了秋天，叶绿素忍受不了气温一天天下降等因素的影响。叶绿素在叶子里分解、消失得很快，而胡萝卜素和叶黄素则比较稳定，它们终于在秋天”重见天日”了。秋天叶子变黄，就是这个原因。
黄栌和枫树等的叶子，则另有独特的本领：在气温下降，叶绿素分解、消失的时候，叶子里面的糖分大量地转变成红色的花青素，于是叶子就变红了。一到深秋，漫山遍野的红叶，煞是好看。古诗甚至赞誉它是“霜叶红于二月花”。
原因大致如下：
①浇水不当：过涝或干旱、浇水不透。
②光照不适：长期不充足或不能满足需求；长期过强或光照过剩。
③温度变化：从低温至高温环境变化中易出现。
④湿度不够：过于干燥的条件易出现此现象。
⑤肥害：施肥过量或施用了生肥。
⑥缺氮：长期未施肥或肥料中氮元素较少。
⑦缺铁：喜酸性植物多出现此类现象。
⑧基质过碱：没有优化基质PH值。
⑨病害：如叶斑病等。
⑩虫害：如
红蜘蛛、介壳虫等。