Les sources de mélanine sont des cellules spécialisées, appelées mélanocytes, qui se trouvent dans la couche inférieure de l'épiderme, la base des poils, l'oreille interne, l'iris de l'œil et d'autres endroits. La synthèse de la mélanine dans la peau est contrôlé par l'hypophyse, qui libère une hormone qui la stimule.
La mélanine est le pigment foncé présent dans la peau et les cheveux humains, ainsi que dans les tissus de nombreux autres animaux. Le pigment est produit par les mélanocytes oxydant l'acide aminé tyrosine, puis liant plusieurs de ces molécules oxydées ensemble en gros polymères. Il existe trois types de mélanine : l'eumélanine est brune ou noire, la phéomélanine est de couleur rouge et est le pigment le plus responsable des cheveux roux. La neuromélanine est le troisième type de mélanine. Il se trouve uniquement dans le cerveau et sa fonction est inconnue en 2015.
La mélanine est produite dans la peau pour absorber la lumière et éviter d'endommager les cellules. La mélanine peut absorber la grande majorité de la lumière ultraviolette qui la rencontre. Cependant, diverses conditions peuvent provoquer un niveau anormal de mélanine. L'albinisme est un trouble dans lequel les mélanocytes produisent peu ou pas de mélanine, ce qui entraîne une peau et des cheveux très pâles. Les taches de naissance sont un exemple de surproduction localisée de mélanine.