A coloração do cabelo em humanos é determinado pela quantidade de um pigmento chamado eumelanina. Sem muita eumelanina, haverá cabelos loiros; uma quantidade intermediária apresentará a cor marrom; muita eumelanina irá conferir cabelo preto. Um segundo pigmento chamado feomelanina torna o cabelo ruivo. Mas normalmente as pessoas não o desenvolvem por causa de um gene chamado MCR1, que permite a conversão de feomelanina em eumelanina, tornando rara a cor ruiva. Uma variação no gene MCR1, contudo, chamada MCR1VAR, finaliza a conversão de feomelanina em eumelanina, permitindo o acúmulo de feomelanina para o ruivo.
O fenótipo do cabelo ruivo é causado por um fenômeno chamado de