A variedade de cores das folhas no Outono deve-se a diferentes pigmentos. Isto é particularmente evidente nos liquidâmbares (Liquidambar styraciflua) — árvore originária da América do Norte e América Central — cujas folhas, por esta altura, explodem numa profusão de cores intensas que vão desde o verde que traziam do Verão e da Primavera, ao roxo que assinala a última etapa da vida destas estruturas.

Em algumas folhas são bens visíveis as diferentes cores e os tons intermédios.

As folhas verdes devem a sua cor à clorofila, o pigmento responsável pela fotossíntese. Nos meses de Primavera e de Verão, a clorofila transforma a luz solar e o dióxido de carbono em oxigénio e hidratos de carbono (açúcar), que servem de alimento à planta durante a fase de crescimento e de frutificação.

Como a clorofila é instável, tem de ser constantemente produzida pela planta, o que se torna inviável à medida que os dias ficam mais pequenos e a temperatura desce. É nesta fase que se começa a bloquear o acesso de água e nutrientes à folha.

Assim, chegado o Outono, a árvore entra num período de dormência e passa a viver da energia que armazenou nos meses anteriores. Na ausência da clorofila, outros dois tipos de pigmentos que já existiam nas folhas — e que são mais estáveis do que a clorofila — tornam-se visíveis: as xantófilas (amarelas, presentes, por exemplo, nas bananas) e os carotenos (cor de laranja, presentes, por exemplo, nas cenouras).

Quando o fim da linha se aproxima outra cor desponta, o vermelho e o roxo, mas neste caso o pigmento responsável — a antocianina, que também dá a cor vermelha às maçãs, morangos e arandos — não estava presente nos meses mais quentes, mas é agora sintetizado por via da acumulação de açúcares.

Finalmente surge o castanho, quando já só restam os taninos e a folha está quase morta.