秋天树叶变色的原因主要与植物体内叶绿素的分解和类胡萝卜素、花青素的显现有关。叶绿素是植物进行光合作用的关键色素，它在春夏季节通过吸收阳光合成养分，因此树叶呈现绿色。然而，随着秋天的到来，日照时间缩短，温度降低，植物会减缓光合作用，并开始分解叶绿素以回收其中的营养物质。
在叶绿素分解的过程中，原本被它遮盖的类胡萝卜素和花青素就会显现出来。类胡萝卜素是一种一直存在于叶片中的色素，它负责吸收蓝光和绿光，但反射黄光和红光，因此在叶绿素存在时并不显眼。而花青素则是在秋天形成的新色素，它吸收蓝光和绿光，反射红光和橙色，使得树叶呈现出黄色、橙色甚至红色。
此外，不同树种叶片变色的时间和颜色也会有所不同，这取决于它们的遗传特性以及对环境条件的适应。例如，枫树通常在秋天变成红色，而橡树则可能变成黄色或棕色。还有一些树种，如某些松柏类，则全年保持绿色，因为它们缺乏叶绿素和类胡萝卜素，而是通过其他方式适应季节变化。