植物不会像动物那样排泄，它们的代谢物聚集在叶子中，落叶其实就是在处理代谢废物，而它们在掉落以前变色正是一种老化现象。那么为什么老化就会变色呢？
叶子的颜色一般是绿色的，那是因为叶子中有一种叫“叶绿素”的物质来接收太阳光中的红色光和蓝色光，没有被吸收的绿色光则被叶子表面反射进入我们眼睛，于是我们就看到了叶子显现为绿色。叶子在在老化过程中，叶绿素被分解减少，绿色就变浅，叶子中的其它色素就凸现出来，这其中反射黄色光的色素叫“叶黄素”。
平时叶子中叶绿素的含量是叶黄素的8倍，春、夏黄色被绿色掩盖，我们没法看见。随着叶子老化，虽然叶子含有的色素都会被分解，但是叶黄素的分解速度比较慢，于是就逐渐变成黄色，银杏树的叶子就是这样变黄的。
秋天火红的枫叶是否之前也是被叶绿素遮盖了呢？事实并不是这样。枫叶的颜色是由新制造出来的色素产生的它叫“花青素”是由糖和氨基酸合成的一类色素，被储存在细胞内的叶胞内。各种鲜花的美丽颜色都是由在花瓣中含有的这种花青素产生的。
那树叶为什么偏要在落叶时候变色呢？科学家们进行了大量研究，至今仍没有一种令人满意的解释。下面的观点是比较公认的一种：
树叶变色是为了回收养分。落叶的代谢废物被排除，当然不能把可以利用的养分也排弃掉，于是，植物在落叶前把叶子中还可以利用的养分回收，存储在种子和根部。因为与落叶前的叶子相比，掉下的叶子中氮和磷的成分比较少。
另一方面，随树叶老化，叶绿素不断分解，分解后形成的物质受到太阳光的照射会产生有毒物质“氧自由基”，它能够破坏细胞，而细胞内的叶绿素和线粒体遭到破坏就无法产生回收养分所必需的能量。而植物为了发芽，必须回收养分。某些种类的植物是利用黄色素和花青素来遮蔽阳光，保护叶子的细胞。尤其是花青素，是叶子老化以后才制造出来的，对于除掉氧自由基有很好的效果。
树叶变色，尤其是变成美丽的颜色，需要的条件一般是：充足的阳光、适度的低温、适当的温度，树叶就会变成美丽的颜色。