تقول سوزان كاربنتر خبيرة النباتات المحلية في مشجر جامعة ويسكونسين-ماديسون: "معظم الألوان التي نراها في الخريف تكون موجودة بشكل دائم، ولكنها عادة ما تكون مخفية عن الأنظار."
أوراق الأشجار والنباتات الأخرى تحتوي على ثلاثة أصباغ رئيسة: الكاروتيين، الأنثوسيانين، و صبغ التمثيل الضوئي الكلوروفيل ،والذي يقوم بتجميع الطاقة الشمسية لتصنيع الغذاء للنباتات. وبما أن الكلوروفيل هو الصبغ الأكثر وفرة، تأخذ النباتات لونها الأخضر منه في الربيع والصيف.
توجد في أوراق الشجر مادة كيميائية أخرى تسمى الأوكسين. هذه المادة تتحكم بحزمة خاصة من الخلايا تسمى منطقة الانفصال، وتقع عند قاعدة عنق الوقة. في موسم النمو، يمنع الأوكسين هذه الخلايا من التكون بالكامل وسد الأنابيب الداخلية الدقيقة التي تصل الورقة ببقية الجهاز الدوري للشجرة.
في فصل الخريف، يؤدي قصر النهار وبرودته إلى إيقاف إنتاج الأوكسين، مما يسمح لمنطقة الانفصال بالنمو، الأمر الذي يؤدي بالتالي إلى منع وصول الماء، والمواد الغذائية، والسكر للورقة.
عند ذلك، يتحلل الكلوروفيل بسرعة ويترك المجال للكاروتين للتألق بلون أصفر كالذي نراه في أوراق القيقب والحور والبتولا. أما الأنثوسيانين، فيعطي درجات البرتقالي والأحمر التي نراها في أوراق القيقب والسماق والسنديان. عندما تقل أشجعة الشمس، يقل النشاط الكيميائي للأنثوسيانين، ولهذا تكون الأوراق برتقالية أو صفراء أكثر منها حمراء.
