Göz rengini iristeki melanin miktarı ve dağılımı belirler. Melanin aynı zamanda cilde ve saça rengini veren bir pigmenttir. Daha fazla melanine sahip kişiler daha koyu gözlere sahip olma eğilimindeyken, daha az melanine sahip kişiler daha açık gözlere sahip olma eğilimindedir.
Genetik, etnik köken ve güneşe maruz kalma gibi çevresel faktörler de dahil olmak üzere göz rengini etkileyebilecek birçok farklı faktör vardır. Ancak genetik, göz renginin belirlenmesinde en önemli rolü oynar.
Göz rengini belirleyen genler 15. kromozomda bulunur. Göz rengini belirleyen iki ana gen vardır:OCA2 geni ve HERC2 geni. OCA2 geni, melanin üretiminde rol oynayan bir proteini kodlar. HERC2 geni, OCA2 geninin düzenlenmesinde rol oynayan bir proteini kodlar.
Bu genlerdeki farklılıklar farklı göz renklerine yol açabilir. Örneğin, kahverengi gözlü alelinin (OCA2-B) iki kopyasına sahip kişiler kahverengi gözlere sahip olacaktır. Kahverengi gözlü alelin bir kopyası (OCA2-B) ve mavi gözlü alelinin bir kopyası (OCA2-b) olan kişiler ela veya yeşil gözlere sahip olacaktır. Ve mavi gözlü alelin (OCA2-b) iki kopyasına sahip olan kişilerin mavi gözleri olacaktır.
Genetiğin yanı sıra etnik köken ve çevresel faktörler gibi diğer faktörler de göz rengini etkileyebilir. Örneğin, Afrika kökenli insanlar, Avrupa kökenli insanlara göre daha koyu gözlere sahip olma eğilimindedir. Güneşli iklimlerde yaşayan insanların gözleri, bulutlu iklimlerde yaşayan insanlara göre daha açık renk olma eğilimindedir.
Modal göz rengi, belirli bir popülasyonda en sık görülen göz rengidir. Genetik, etnik ve çevresel faktörlerin birleşimi ile belirlenir.