Számos oka lehet annak, hogy a levelek ősszel színt váltanak, de leginkább a rövidebb nappali és hosszabb éjszakai órák befolyásolják, valamint az, hogy ezek a tényezők hogyan hatnak az egyes leveleken belüli kémiai folyamatokra.
A klorofill az a zöld pigment, amely a fotoszintézis energiatermelő folyamatában vesz részt. Ezen kívül a növényekben található egyéb pigmentek például a narancsért felelős karotinoidok és az antocianinok, melyek a vörös és lila leveleket hozzák létre. Míg a klorofill és a karotinoidok jelen vannak a “vegetációs időszakban” is, a legtöbb antocianin kizárólag nyár végén és kora ősszel termelődik.
A nappalok rövidülésével és az éjszakák hosszabbodásával a fotoszintézishez szükséges fénymennyiség csökken, és a klorofilltermelés fokozatosan leáll. Új klorofill előállítása nélkül a levelek jellegzetes zöld színe elkezd halványodni és eltűnni. Ez a mechanizmus lényegében teret ad a karotinoidok és antocianinok okozta színeknek.
Míg a csökkenő napfényes órák a legfontosabb tényezők, amelyek befolyásolják a lombozat változó színét, a hőmérséklet és a páratartalom is szerepet játszhat ezekben a szezonális folyamatokban.
A magasság és az eltérő fajok persze két másik tényező, melyek befolyásolják az őszi lombozat megjelenését. A magasabban fekvő fák valószínűleg gyorsabban változtatják színeiket, mint az azonos szélességi körön belüli alacsonyabb társaik.
A fenti okokból kifolyólag nem meglepő, hogy minderre hatással lesz a klímaváltozás, még akár el is tűnhetnek az őszi színpompás fák, ahogyan arra a Másfélfok.hu is kitér. A klíma megváltozásával ugyanis a hirtelen bekövetkező fagy nem ad teret a levél színeinek megváltozásához, hamarabb hullanak le, minthogy esélyük lenne erre.
