Trong nhiều năm nghiên cứu, các nhà khoa học vẫn luôn tìm kiếm nguyên nhân giúp lá cây có thể đổi màu mỗi khi tiết trời sang thu, các màu sắc vàng, cam thì đã được biết rõ, nhưng riêng sắc đỏ thì vẫn là một ẩn số.
Người ta giải thích hiện tượng này như sau: để phản ứng với thời tiết se lạnh, thời gian ban ngày ngắn đi, một số cây có lá cây dừng việc sản xuất chất chlorophyll tạo ra màu xanh. Đây cũng là chất giúp cây hấp thụ ánh sáng và tạo ra năng lượng. Do chlorophyll nhạy cảm với cái rét, nên một số điều kiện thời tiết nhất định như sương giá sẽ khiến quá trình sản xuất chất này tắt đi nhanh hơn. Thực chất màu vàng ở lá vẫn luôn tồn tại ở đó vào cả mùa hè, nhưng do màu xanh được tổng hợp nhiều hơn hơn nên chúng ta không nhìn thấy màu vàng, cam của lá.
Màu đỏ đến từ anthocyanins, mà không giống như carotenoids, chỉ được tạo ra vào mùa thu. Trên cây, những sắc tố đỏ này có tác dụng như một tấm chắn ngăn ngừa các tia tử ngoại có hại và che phủ cho lá khỏi bị tiếp xúc với quá nhiều ánh sáng. Nó cũng có tác dụng ngăn ngừa giá rét, bảo vệ tế bào khỏi bị đông cứng và cũng có lợi như những chất chống oxy hóa.
Cũng với hiện tượng lá cây chuẩn bị rụng cũng tạo ra màu sắc đặc trưng là màu vàng hoặc màu đỏ khi chuyển mùa đặc biệt khi thời tiết sang thu đông là sẽ thời điểm mà cây thay màu lá rất nhiều.
Phong lá đỏ tại Nhật Bản