La formazione di macchie cutanee è provocata da una disomogenea produzione di melanina, una sostanza prodotta nell’epidermide da cellule specializzate, i melanociti, che la rilasciano sottoforma di piccoli granuli che si diffondono poi agli strati superficiali (epidermide).
La formazione di melanina è determinata dall'esposizione a raggi ultravioletti. In particolare la sintesi di nuova melanina è determinata dalla radiazione UVB ed avviene circa 48h dopo l’esposizione solare. L’imbrunimento immediato della cute, invece, dovuto all’ossidazione immediata della melanina già presente nella pelle, è determinato dalla radiazione UVA. In condizioni normali, il processo di ricambio dell'epidermide fa sì che la pelle che si è scurita tenda a tornare spontaneamente al suo colore naturale.
A volte si può assistere a una eccessiva produzione di melanina o a una disomogenea ripartizione della stessa, che determina la formazione di macchie localizzate principalmente nelle aree del corpo maggiormente esposte al sole, come viso, dorso delle mani, décolleté.
Diversi sono i fattori che possono determinare l'insorgenza di macchie cutanee. Innanzitutto l'avanzare dell'età: la pigmentazione della pelle tende con il tempo a diventare sempre più irregolare, compaiono così le cosiddette macchie senili, localizzate soprattutto sul dorso delle mani e sul viso. Possono inoltre essere dovute a modificazioni ormonali, come nel caso dell'impiego di contraccettivi orali, di terapia ormonale sostitutiva in menopausa e infine durante la gravidanza (cloasma gravidico). In quest'ultimo caso le macchie sono localizzate soprattutto sul volto e di solito scompaiono dopo il parto. Altre condizioni correlate alle discromie cutanee sono le esposizioni solari intense e discontinue (ad esempio vacanze brevi e intermittenti durante tutto l'anno).