根据个体差异，头发的颜色可以是金色到棕色，也可以是红色。这些颜色是毛干中的黑色素导致的。不同类型的色素，如负责金色到红色的类黑色素和负责棕色色调的真黑色素，这两种色素的比例取决于我们每个人的基因构成，也决定了发色的广泛多样性。

生物学上，黑色素是在黑素生成过程中由位于皮下毛囊的被称为黑素细胞的特殊细胞合成的。这些细胞将它们的色素转移到相邻的角质形成细胞，角质形成细胞再分化并聚集形成一个有色素的毛干。

随着年龄的增长，也由于压力的影响，头发逐渐失去色素。这种头发变白的现象是由于毛囊中存在的氧化分子所致。它们是在黑素生成的各个步骤中产生的。此外，暴露于某些环境因素，如紫外线或污染会加剧自由基的形成。由此产生的氧化应激是黑素生成和/或黑素细胞死亡相关酶失活的根源。细胞内机器“故障”，黑色素生成减少。因此，黑素细胞转移到角质形成细胞的色素更少了，角质细胞继续增殖和分化，形成的毛干中黑色素含量越来越少，因此头发开始变灰，然后变白。

除了失去发色之外，研究表明，白发的物理特性也会发生改变。这些头发变得细，脆，枯，更难定型。

应对头发变白的常见方法之一是染发。然而，这种做法需要定期保养，可能涉及反复使用或多或少具有伤害性的染料或漂白剂，这可能会使头发更加敏感和脆弱。

一个可行的方法是通过重新激活内源性色素沉着的生物途径来恢复天然发色。SILAB通过对白发分子修饰的初次表征，开创性地理解了白发的形成。拉曼显微光谱首次表明，在头发变白过程中，脂质结构和蛋白质构象的改变会影响头发的结构质量。