Mã di truyền duy nhất mà em bé thừa hưởng từ cả bố và mẹ có chứa protein cho phép sản xuất melanin trên tóc của em bé. Số lượng hắc tố quyết định xem đứa trẻ có tóc sáng hay tối và màu tóc thường nằm trong dải màu tóc của bố mẹ.
Từ 46 nhiễm sắc thể mà tất cả loài người có, một em bé thừa hưởng 23 nhiễm sắc thể từ mẹ và số lượng tương tự từ cha. Hai gen này kết hợp với nhau chứa từ 60.000 đến 100.000 gen. Một số gen trội và một số gen lặn. Protein chứa trong các gen tạo ra melanin gồm hai loại - eumelanin và pheomelanin. Nồng độ eumelanin lớn hơn tạo ra tóc sẫm màu từ nâu đến đen và pheomelanin làm cho tóc sáng hơn từ vàng đến đỏ.
Tóc đen là gen trội ở hầu hết mọi người. Cha mẹ có cùng một màu tóc giống hệt nhau hoặc những người có các sắc thái khác nhau, có thể sinh con với mái tóc khác màu nhưng trong cùng một dải màu. Tuy nhiên, bố hoặc mẹ tóc đen mang gen lặn tóc vàng cũng có thể sinh con tóc vàng nếu bố mẹ còn lại cũng có gen vàng. Vì vậy, màu tóc của trẻ có thể rơi vào bất kỳ chỗ nào trong phạm vi bóng râm của tóc bố mẹ hoặc hoàn toàn khác nếu một hoặc cả hai người mang gen lặn khác nhau.
