Natūrali plaukų spalva priklauso nuo natūralaus plaukų pigmento sudėtinių dalių santykio. Natūralus pigmentas yra vadinamas melaninu. Jo granulės formuojasi vidiniame plauko sluoksnyje tarp keratino plaušinio pluošto. Šių melanino granulių cheminių junginių santykis ir nusako nepakartojamą plaukų spalvą. Melanino granulės yra pritvirtintos prie keratino pluošto specifiniais organiniais junginiais – lipidais, kurie lyg cementuota pigmento granulės plaukų struktūroje. Plaukų spalva priklauso nuo pigmentų tarpusavio santykio, pigmento tipo, pigmento granulių formos ir šių granulių pasiskirstymo plauko struktūroje. Odos ir plaukų pigmentai atlieka mūsų organizme daugybę įvairių funkcijų: organizmo ląstelių metabolizmas ir regėjimo recepcija, įvairių organinių struktūrų atspalvis ir organizmo paviršiaus (odos ir plaukų) spalvos adaptacija aplinkai, pagrindinis organizmo apsaugos faktorius nuo saulės radioaktyvumo ir kt.. Plaukų ir odos atspalvių įvairovė sąlygoja pigmento būvimą ar nebūvimą. Natūrali plaukų spalva priklauso nuo pigmento kiekio plaukų struktūroje. Natūralių plaukų atspalvių diapazonas svyruoja nuo juodo (labai didelis pigmento kiekis) iki sidabriniai balto (beveik pilna pigmento stoka). Visi kiti natūralūs atspalviai susidaro dėl skirtingo pigmento komponentų santykio.

 

Pigmento pasiskirstimas plauko struktūroje: 1 - plauko pigmentas (melaninas); 2 - plauko šerdis (medula); 3 - plauko žievė (cortex); 4 - plauko žvyneliai (cuticula). 

 

Plaukų spalvos pigmentas melaninas susideda iš melanocitų, jis yra plauko žievėje dviejų formų: išsklaidytoje ir grūdėtoje formoje. Išsklaidytos formos melaninas nudažo plaukus nuo šviesiai gelsvos iki rudos spalvos, grūdėtos formos melaninas nudažo plaukus nuo variniai rudos iki mėlynai juodos spalvos. Plauko spalvai turi įtakos deguonies burbuliukai, kurių yra ir plauko šerdyje ir plauko žievėje. Jeigu plauko žievėje yra daugiau melanocitų nei deguonies burbuliukų, plaukų spalva bus tamsiai ruda ar varinė, arba juoda. Kuo daugiau yra deguonies burbuliukų plauko žievėje ir šerdyje, tuo šviesesnė bus natūrali plaukų spalva. Nepakartojamą natūralią plaukų spalvą pagrinde sudaro šių dviejų melanocitų rūšių santykis. Žmogui bręstant ir senstant melanocitų aktyvumas mažėja ir plauko spalva gali keistis: gali tamsėti arba šviesėti iki baltumo, šviesėjamas yra susijęs su deguonies burbuliukų padidėjimu ir melanino kiekio sumažėjimu. Neesant pigmentui plaukai atrodo balti. Nepriklausomai nuo amžiaus baltų (žilų) plaukų gali atsirasti sutrikus nervų sistemai. Melaninas netirpsta vandenyje, bet pakankamai gerai tirpsta šarminėje ar koncentruotoje rūgštinėje aplinkoje. Melaninų cheminė sudėtis nėra galutinai nustatyta dėl jų pernelyg didelės įvairovės ir sudėtingos polimerų struktūros. Gamtiniai melaninai neturi kristalizuotos struktūros ir sudaro trijų matmenų polimerą indol-5, chinon-6, kuris sąveikaujant su baltymu, sukuria melanoproteidą.