接收阳光照射后，皮肤各层的细胞开始了自己的工作。位于皮肤外层的角质形成细胞感受到了来自外界的刺激，开始分泌信号因子（如：α-MSH、ET-1、ACTH）传递给周围的细胞。位于皮肤基底层的黑色素细胞接收UV刺激后，则会增殖，并开始合成黑色素，黑色素的合成发生于一个小小的细胞器 “黑色素体”内，是一个复杂的过程。

图2 皮肤变黑过程

黑素体根据形态分为四个阶段。无色素的I期空泡，仅来自于内小体系统，获得内部条纹形成II期黑素体。黑色素在斑纹中的合成和积累始于第三阶段；这些黑素体最终成熟为完全黑化的第四阶段形式。

黑色素的生成需要几位“加工师傅”：TYR（酪氨酸酶）是黑色素生成的关键限速酶，TRP-1（酪氨酸酶相关蛋白1）负责调节真黑素和褐黑素的比例，DCT（多巴色素互变异构酶）负责修饰色素。产生黑色素的“原料”是L-酪氨酸，在经过TYR、TRP-1、DCT的作用后，被加工成真黑素和褐黑素。真黑素更黑一些，而褐黑素则呈现红棕色，这两种色素的比例不同，看起来皮肤的颜色也会有所差异。深色皮肤人群皮肤内真黑素比褐黑色素的比例较浅色皮肤人群更高。而且真黑素比褐黑素更能有效阻挡紫外线，因此皮肤中的真黑素越多，表皮对紫外线的渗透性就越低，皮肤颜色会比较深，并且更不易晒伤。同时，即使在没有UV的情况下，褐黑素也可能通过在黑色素细胞中产生自由基来促进DNA损伤和黑素瘤的发生。

图3 黑色素产生过程

同时黑色素体的pH也就是“工厂的环境”对黑色素的产生也很重要，黑色素体成熟的过程中，pH由5增加到6.8。pH还可以决定黑色素产生的速率和真黑素与褐黑素的比例。浅色皮肤人种的皮肤黑色素体pH偏低，其中酪氨酸酶活性也会更低。

黑色素产生之后会被黑色素体包裹着向黑色素细胞的树突尖端，然后可能以吞噬、膜融合、脱落-吞噬、胞外-内吞形式向角质形成细胞运输。到达角质形成细胞后，黑色素会分散在细胞质中，再环状排列在其细胞核附近，形成一顶具有吸收紫外线，抗氧化，清除自由基作用的“小帽子”，挡住紫外线对皮肤的伤害。

黑色素广泛分布于表皮，从基底层到角质层，黑色素呈梯度减少。其中深色人种皮肤内的黑色素细胞更多，黑色素体更大，单个存在，且各层皆可见其踪影，但浅色人种皮肤内黑色素体小，大约4-8个黑色素体成簇，丢失的速度更快以至于几乎达不到表皮上层。

图4 不同肤色皮肤的黑色素分布

总而言之，浅色人种的皮肤产生黑色素较慢，代谢也更快，也因此缺少黑色素的保护，更容易晒伤。深色人种想要白皙的肌肤，除了要注意防晒，减少紫外线对黑色素产生过程的激活，也可以适当使用一些美白产品，抑制黑色素的产生和转移，促进黑色素的代谢。