人类的头发颜色因地域、种族、遗传、饮食习惯的不同，差别较明显。一般说来，白种人的头发多数是棕色或淡黄色;黑种人的头发多数是深褐色;黄种人黑色发较多，但还有深浅的不同，黑色浅致极则成为白发。中国人中偶见有红发者，但并不一定是“混血儿”，因为中国人自古就有红发者，《水浒传》中的“赤发鬼”刘唐，就因其长有一头红发而得此浑名。

人类头发的颜色如身高、体重、肤色、瞳孔颜色一样，存在着个体差异。头发颜色的形成和变化，主要是头发构成的成分组合在起作用。它受所含色素的量、有否空气泡及毛表皮构造等因素的影响。毛发根部的毛球细胞并不含黑色素，但毛球上方的细胞由毛母质推移而来，其丝状分裂很少且有色素。毛乳头顶面邻接毛球之处有许多大细胞，是随毛胚由表皮来的树枝状色素细胞，其树状突起分散伸出到毛皮质、髓质的未分化细胞之间，产生的黑色素顺着突起移交给所到达的细胞，使毛皮质、髓质都有了色素。人的毛发以皮质为主，内贯少许髓质，故毛发黑色的深浅主要决定于皮质中黑色素的量以及其细胞内存在的气泡。皮质中黑色素越多，细胞之间汽泡越少，头发颜色就越黑;反之，黑色素量少、气泡多，由于空泡产生光的反射，使毛发的颜色变淡以至成白花。科学研究已证实，头发的颜色同头发组织中所含金属元素量也有一定的关系。含有等量的铜、铁和黑色素的头发呈黑色;含镍量过多的头发变灰白色;含钛量大的头发呈金黄色;含钼多的头发呈赤褐色;含铜和钴多的头发呈红棕色;含铜过多的头发呈绿色;含过多的铁或严重缺乏蛋白质的头发呈红色。可见，头发的颜色除与种族遗传因素有关外，还与人体素质及饮食营养有密切关系。毛发的颜色是发干细胞中颜料的质粒产生的。

在皮质中大量颜料质粒产生毛发颜色，在髓质中也有质粒存在。在黑色素细胞内产生的颜料质粒位于真皮树突尖端部位，然后，由象手指状的树突尖转移到新生成的毛发细胞中。这些质粒本身是黑色素颗粒的最终产物，原来是无色的，随着外移，所含色素会逐渐变深。这些质粒是卵圆型或棒状(长0.4-1.0UM,宽0.1-0.5UM)。毛发越黑，质粒越大。黑色人种的质粒比白色人种大而少。

毛发的色调主要由两种色素构成：真黑色素和类黑色素。真黑色素是黑色或棕色;类黑色素是黄色或红色。两者都是在酷氨酸酶的作用，经一系列列反应由酷氨酸生成的。