Oogkleur is een polygene eigenschap, wat betekent dat deze door meerdere genen wordt bepaald. Er zijn verschillende genen die betrokken zijn bij de oogkleur, maar de belangrijkste is het OCA2-gen. Dit gen codeert voor het eiwit P-eiwit, dat verantwoordelijk is voor de productie van melanine. Melanine is het pigment dat huid, haar en ogen hun kleur geeft.

Er zijn twee hoofdtypen melanine:eumelanine en pheomelanine. Eumelanine is verantwoordelijk voor bruine en zwarte kleuren, terwijl pheomelanine verantwoordelijk is voor rode en gele kleuren. De hoeveelheid en het type melanine dat wordt geproduceerd, wordt bepaald door het OCA2-gen.

Mensen met bruine ogen hebben veel eumelanine in hun irissen, terwijl mensen met blauwe ogen heel weinig eumelanine hebben. Mensen met groene ogen hebben een matige hoeveelheid eumelanine, en mensen met lichtbruine ogen hebben een mengsel van eumelanine en pheomelanine.

Heterochromie is een aandoening waarbij een persoon twee verschillend gekleurde ogen heeft. Dit kan worden veroorzaakt door een genetische mutatie, maar het kan ook het gevolg zijn van een trauma of ziekte.

Albinisme is een aandoening waarbij een persoon zeer weinig of geen melanine heeft. Albino's hebben doorgaans wit haar, huid en ogen. Hun ogen kunnen soms rood lijken omdat de bloedvaten in de iris zichtbaar zijn.