Las hojas de los árboles y otras plantas tienen tres pigmentos principales: carotenos, antocianinas y el pigmento fotosintético, clorofila, que captura la energía del sol para producir alimento para las plantas. Como el pigmento más abundante, la clorofila es lo que da a las hojas su color verde en primavera y verano.
Otro producto químico en las hojas, la auxina, controla un grupo especial de células en la base de cada tallo de la hoja, llamada capa de abscisión. Durante la temporada de crecimiento, la auxina evita que esta capa se desarrolle plenamente y bloquee los pequeños tubos internos que conectan cada hoja con el resto del sistema circulatorio del árbol.
En el otoño, sin embargo, los días más fríos y cortos desencadenan el fin de la producción de auxina, lo que provoca que la capa de abscisión crezca y corte la circulación del agua, los nutrientes y el azúcar a las hojas. Cuando esto sucede, la clorofila se desintegra rápidamente, dejando que el caroteno se luzca por fin en el amarillo de las hojas del arce, álamo y abedul.
La antocianina, por su parte, nos ofrece el naranja y el rojo de los arces, robles y zumaques. Cuando hay menos sol, las antocianinas no son tan activas y las hojas tienden a ser más anaranjadas o amarillas que rojas.