A szemünk színét a pigmentsejtek által termelt festékanyag, a melanin határozza meg. Ez egyébként a hajunk és a bőrünk esetében is így van. A melanin az íriszben, avagy szivárványhártyában van jelen, ez a szemünk színes része. A szem közepén található a fekete pupilla, körülötte meg a szemfehérje. Az írisz három rétegű, és bármelyikben előfordulhat festékanyag. Az érdekesség az, hogy ez a festékanyag minden esetben a barna vagy a sárga valamelyik árnyalata lehet, tehát se kék, se zöld színű melanin nem létezik.

Mitől látszik mégis kéknek a kék szem?

A színeket az határozza meg, hogy az egyes dolgokról milyen hullámhosszú fény verődik a szemünkbe. A légkörben az alacsony hullámhosszú fény szétszóródik (ezt Rayleigh-szórásnak hívják), ez jut a szemünkbe, a látható fény alacsony hullámhosszú sávját pedig a gyakorlatban kéknek nevezzük.

Azoknál az embereknél, ahol az írisz középső rétegében, a sztrómában nincsen melanin, az úgynevezett Tyndall effekt lép életbe: ez pedig ugyanannak a jelenségnek a kolloid környezetben előforduló változata. A fényszóródás miatt tehát a színtelen íriszréteget kéknek látjuk, ahogyan a színtelen égboltot is.

Ha a Tyndall-effekt ugyan létrejön, de azért akad ott egy kevés világosbarna melanin is, a keveredésből zöld szemet kapunk eredményül. Mindez azért különösen érdekes, mert a sztróma mögötti, leghátsó íriszréteg gyakorlatilag minden embernél tartalmaz barna melanint, csak a kék szeműeknél a fényszóródás jelensége ezt eltakarja. Tehát az ő szemük is barna, csak kéknek látszik.Ezért barnulhat be a babák szeme

Ebből az is következik tehát, hogy a kék szemű embereknél a kék árnyalata az aktuális fényviszonyoktól függően változik. Sőt, azt is megérthetjük, hogy miért születik sok csecsemő kék szemmel, és barnul be később: a melanin termelése náluk nem az anyaméhben, hanem csak a születés utáni első pár hónapban indul be. A kék szem egyébként egy nagyjából 6-10 ezer évvel ezelőtt bekövetkezett génmutáció eredménye, azelőtt minden ember barna szemű volt.