Każdy z nas posiada mieszki włosowe, w których znajdują się komórki barwnikowe o nazwie melanina. To właśnie one odpowiedzialne są za wytwarzanie naturalnego pigmentu we włosach. Pod postacią mikroskopijnych ziarenek pigmentu osiadają na keratynowych włóknach nadając im odpowiedni kolor. W mieszkach włosowych wytwarzany jest pigment zwany melaniną, który jest odpowiedzialny za nadawanie włosom naturalnej barwy. Jego wyższa zawartość jest równoznaczna z brunatnym kolorem włosów. Z kolei jego ubywanie powoduje rozjaśnianie włosów, a ściśle rzecz ujmując – ich siwienie. Jeżeli poziom melaniny znacząco spadnie u danej osoby w młodym wieku, będzie miała ona do czynienia z przedwczesnym siwieniem.W odpowiednim wieku melanocyty odpowiedzialne za produkcję melaniny przestają ją produkować w wystarczających ilościach. Wraz z wiekiem i starzeniem się organizmu melanocyty stopniowo przestają pracować i z czasem obumierają. To sprawia, że włosom dostarczana jest coraz mniejsza ilość pigmentu i dlatego powoli tracą one swoją naturalną barwę, stają się szare i przezroczyste. Komórki barwnikowe są genetycznie zaprogramowane w taki sposób, by tworzyć pigment do pewnego wieku, po czym zatrzymują się.  Włosy od tego momentu rosną w odcieniu szarym, białym lub srebrnym. W momencie kiedy włosy przestaną wytwarzać pigment, nie może być ten proces odwrócony. Siwienie włosów, które jest  efektem choroby lub niedoborów witamin, jest bardzo często odwracalne - ale tylko pod warunkiem, gdy włos jedynie traci swój kolor. W przypadkach, kiedy staje się martwy, niewiele można zrobić. Na rynku są już dostępne kosmetyki, które przywracają włosom barwę. Wiadome jest, że istnieją takie stany zdrowia, które mogą doprowadzić do przedwczesnego siwienia. Są to zaburzenia tarczycowe, witaligo, mocne bóle głowy, depresja, nieodpowiednia dieta, oraz anemia. Czynniki takie jak stres i palenie w dużej mierze mogą przyczynić się również do siwienia włosów, lecz nie są to czynniki determinujące. Ostateczne czynniki decydujące o tym, jak szybko włosy siwieją są zakodowane w naszych genach.

Naukowcy z USA badając mechanizm procesu siwienia zauważyli, że - za przyczynę spadku ilości melaniny we włosach jest odpowiedzialne białko sygnałowe Wnt. Białko to odpowiada za sprawny przebieg współpracy pomiędzy komórkami macierzystymi mieszków włosa i melanocytów  podczas procesu powstawania melaniny we włosach. W wyniku spadku jego produktywności, związanego np. z procesem starzenia człowieka lub mutacją genetyczną tego białka ( przedwczesne siwienie włosów). Wtedy dochodzi do zatrzymania transportu melaniny do środka włosa. Włos który barwnika nie posiada, jest szary i biały. Naukowcy z Europy dowodzą, że powodem siwienia włosów jest gromadzenie nadtlenku wodoru w mieszkach włosowych. Przestaje być rozkładany przez katalazę na wodę i tlen.  Odkryli, że wraz z upływem lat - dochodzi do spadku aktywności katalazy, enzymu odpowiedzialnego za jego rozkład ( nadtlenku wodoru, czyli wody utlenionej zamienianej na wodę i tlen ). Nadtlenek wodoru hamuje naturalny proces powstawania melaniny, a temu zjawisku towarzyszy także spadek poziomu enzymów MSR A i MSR B, odpowiedzialnych za ochronę włosów przed siwieniem,zwiększa się ilość uszkodzeń wywołanych działaniem nadtlenku wodoru. Te czynniki razem, powodują zahamowanie syntezy tyrozynazy. Tyrozynaza to ważny enzym odpowiedzialny za wytwarzanie barwnika melaniny, w mieszkach włosowych. Identycznie dzieje się u osób dotkniętych bielactwem, u nich dochodzi do nagromadzenia się nadtlenku wodoru w mieszkach włosowych, w wyniku działania stresu oksydacyjnego. Stres oksydacyjny występuje w związku z nagromadzeniem nadtlenku wodoru. Naukowcy  przeprowadzili badania na osobach dotkniętych różnymi typami bielactwa i odkryli - iż u podstaw tej choroby stoi nagromadzenie się nadtlenku wodoru w mieszkach włosowych pod wpływem stresu oksydacyjnego. Podobnie działają te mechanizmy w procesie siwienia włosów. W toku innych badań opracowano substancję tzw. PC-KUS (pseudokatalaza), która stosowana przywraca odpowiednią barwę włosów i skóry.