El cambio de color de las hojas en otoño, esfumándose el verde y apareciendo los amarillos, ocres, naranjas y rojizos se debe, principalmente, a la menor cantidad de luz solar de los días otoñales al irse acortando, esto hace que disminuya la producción de clorofila que es el pigmento responsable del color verde de las hojas y de la fotosíntesis, la transformación de la luz solar en dióxido de carbono, agua y azúcares. También influyen en este cambio de coloración los cambios que se producen en las energías terrestres en esta época del año.
Al disminuir la clorofila, hasta que deja de producirse, va desapareciendo el color verde y dejando ver los colores amarillos y naranjas que son debidos a pigmentos que estaban en la hoja y que estaban enmascarados por el verde, son los carotenoides, que también participan en la obtención de energía.
Los colores rojizos y púrpuras de algunos árboles son debidos a otros pigmentos, las autocianinas que se producen según ciertas condiciones ambientales. Cuando hay días cálidos y soleados con noches frescas sin heladas se producen en mayor cantidad y las hojas son más brillantes y rojizas. De noche no fluye la savia por el frío y se acumulan grandes cantidades de azúcares que reaccionan con otras sustancias trasformándose en autocianinas, pigmentos rojizos.
Las temperaturas frescas y húmedas mantienen el color más tiempo, si el clima es seco se vuelven marrones y caen rápido. Las hojas caen porque se cierran en su base los conductos que transportan la savia y se queda sin nutrientes.
Las hojas de los árboles perennes tienen un recubrimiento seroso, menos superficie y una sustancia química anticongelante por lo que sobreviven verdes en invierno.