Melanin er et pigment som gir farge til hud, hår og øyne. Mengden melanin i iris bestemmer mørket eller lysheten i øyenfargen. Brune øyne har mye melanin, blå øyne har veldig lite melanin, og grønne øyne har en moderat mengde melanin.
Spredning av lys i stroma er en annen faktor som bestemmer øyenfarge. Stroma er bindevevet som utgjør hoveddelen av iris. Når lys treffer stroma, spres det i alle retninger. Denne spredningen av lys er det som gir øynene deres karakteristiske gnisten. Mengden og typen av spredning avhenger av størrelsen, formen og tettheten til kollagenfibrene i stroma.
Øyenfarge er en kompleks egenskap påvirket av flere gener og miljøfaktorer. De eksakte genetiske mekanismene som bestemmer øyefarge er ikke fullt ut forstått, men det er kjent at flere gener er involvert. Noen av disse genene koder for proteiner som er involvert i produksjon eller transport av melanin. Andre gener koder for proteiner som er involvert i spredning av lys i stroma.
Miljøfaktorer , som eksponering for sollys og alder, kan også påvirke øyefarge. Eksponering for sollys kan føre til at iris blir mørkere, og aldring kan føre til at iris blir lysere.