Le melanine sono prodotte da cellule specializzate, i melanociti, che derivano dalla cresta neurale. Nella cute i melanociti sono localizzati nello strato basale dell'epidermide, nel bulbo pilifero e nella parete follicolare. La melanogenesi si svolge all'interno di un organulo intracitoplasmatico della famiglia dei lisosomi secretori, chiamato melanosoma. Vengono prodotte due famiglie di melanine, le eumelanine di colore marrone o nero e le feomelanine di colore giallo o rosso-arancio, che sono meno fotoprotettrici. Sono stati identificati tre enzimi principali della melanogenesi: la tirosinasi e le «tyrosinases related proteins» 1 e 2. Un numero elevato di geni controlla l'embriogenesi dei melanociti, la biogenesi dei melanosomi, il loro trasporto nei melanociti e il loro trasferimento ai cheratinociti. Sono stati identificati numerosi fattori di regolazione della melanogenesi (ultravioletti, ormoni melanotropi, citochine ecc.). I meccanismi di segnale cellulare coinvolti nella melanogenesi sono stati progressivamente distinti. Queste recenti cognizioni permetteranno di comprendere meglio le basi genetiche della fotoprotezione melanica della pelle, che hanno permesso di identificare molti potenziali bersagli per future strategie terapeutiche delle ipermelanosi e ipomelanosi cutanee.