가을이 되어 기온이 0℃ 부근으로 떨어지면 나무는 엽록소의 생산을 중지하고 잎 안에 안토시아닌을 형성하여 붉은색으로 변한다.

그리고 안토시아닌 색소를 만들지 못하는 나무들은 비교적 안정성이 있는 노란색과 등색의 카로틴 및 크산토필 색소를 나타내게 되어 투명한 노랑의 잎으로 변한다. 또한, 붉은색의 안토시아닌과 노란색의 카로틴이 혼합되면 화려한 주홍색이 되는데 이것은 단풍나무류에서 관찰할 수 있다.

어떤 수종에 있어서는 엽록소와 카로티노이드가 동시에 파괴되고 새로운 카로티노이드가 합성되기도 한다. 그래서 녹색의 색소가 없어지고 노랑의 색소가 나타나며, 또 적색의 색소가 형성되고 이것들이 서로 어울려 여러 가지 빛깔의 단풍을 만들게 된다. 참나무류와 너도밤나무에 있어서는 탄닌 때문에 황갈색을 나타낸다.

단풍의 빛깔은 동일 수종이라도 가용성 탄수화물의 양에 차이가 있어서 개체변이가 심하게 나타난다. 단풍이 아름답게 물들기 위해서는 날씨가 건조해야 하며 0℃ 이하로 내려가지 않는 범위 내에서 기온이 차야 한다. 아름다운 단풍은 낙엽수종이 주로 만드는데 우리 나라는 단풍을 만드는 나무의 종류가 많아서 가을이 되면 글자 그대로 아름다운 금수강산으로 변한다.

단풍을 만드는 수종으로서는 단풍나무·당단풍나무·신나무·복자기나무 등 단풍나무속에 속하는 종류와 붉나무·옻나무·빗살나무·화살나무·담쟁이덩굴·감나무·마가목·사시나무·은행나무·이깔나무·생강나무·느티나무·자작나무·양버들·백합나무·산포도·피나무류·참나무류 등이 있다. 단풍으로 이름난 곳으로는 설악산·내장산·가지산·지리산·북한산 등이 있다.

단풍은 산마루부터 시작해서 계곡으로 내려오고 북쪽에서 시작해서 남쪽으로 내려오는데 이것은 한랭한 기온 변화의 차례 때문이다. 해에 따라 단풍이 드는 계절의 시작에는 차이가 많으나 대체로 10월 하순에서 11월 중순이 단풍의 계절이라 할 수 있다. 그래서 음력 9월 9일인 중구절(重九節)에는 국화로 화전(花煎：꽃을 넣어 만든 부침개)을 만들고 계곡과 명승지를 찾아 단풍놀이를 하는 습속이 있다.

이 날은 부녀자·소년·소녀·농부들이 제각기 떼를 지어서 하루를 즐기는데, 문인들은 시를 짓고 풍월을 읊어 주흥을 내기도 하였다. 요즈음도 이때가 되면 각급 학교나 단체에서 단풍을 감상하는 소풍을 가는데, 이것은 오랜 전승에서 유래한 것으로 볼 수 있다.