Melanin cilde, saça ve gözlere renk veren bir pigmenttir. İristeki melanin miktarı göz renginin koyuluğunu veya açıklığını belirler. Kahverengi gözlerde çok fazla melanin bulunur, mavi gözlerde çok az melanin bulunur ve yeşil gözlerde orta miktarda melanin bulunur.
Işığın saçılması Stromadaki bölge de göz rengini belirleyen bir diğer faktördür. Stroma, irisin büyük kısmını oluşturan bağ dokusudur. Işık stromaya çarptığında her yöne dağılır. Işığın bu saçılması, gözlere karakteristik ışıltısını veren şeydir. Saçılmanın miktarı ve türü, stromadaki kollajen liflerinin boyutuna, şekline ve yoğunluğuna bağlıdır.
Göz rengi karmaşık bir özelliktir birçok gen ve çevresel faktörden etkilenir. Göz rengini belirleyen genetik mekanizmalar tam olarak anlaşılamamıştır ancak birçok genin rol oynadığı bilinmektedir. Bu genlerden bazıları melanin üretimi veya taşınmasında rol oynayan proteinleri kodlar. Diğer genler, stromada ışığın saçılmasında rol oynayan proteinleri kodlar.
Çevresel faktörler Güneş ışığına maruz kalma ve yaş gibi faktörler de göz rengini etkileyebilir. Güneş ışığına maruz kalmak irisin koyulaşmasına neden olabilir ve yaşlanma da irisin daha açık hale gelmesine neden olabilir.