Les mélanines sont produites par des cellules spécialisées, les mélanocytes, qui dérivent de la crête neurale. Dans la peau, les mélanocytes se localisent dans l'assise basale de l'épiderme et dans le bulbe pilaire et la paroi folliculaire. La mélanogenèse se déroule au sein d'un organite intracytoplasmique de la famille des lysosomes sécrétoires, appelé mélanosome. Deux familles de mélanines sont produites, les eumélanines de couleur brune ou noire et les phaéomélanines de couleur jaune ou rouge-orangé, qui sont moins photoprotectrices. Trois enzymes principales de la mélanogenèse ont été identifiées : la tyrosinase et les tyrosinases related proteins 1 et 2. Un nombre important de gènes contrôlent l'embryogenèse des mélanocytes, la biogenèse des mélanosomes, leur transport dans les mélanocytes et leur transfert aux kératinocytes. De nombreux facteurs de régulation de la mélanogenèse (ultraviolets, hormones mélanotropes, cytokines, etc.) ont été identifiés. Les mécanismes de signalisation cellulaire impliqués dans la mélanogenèse sont progressivement disséqués. Ces connaissances récentes permettront de mieux connaître les bases génétiques de la photoprotection mélanique de la peau. Elles ont permis d'identifier de nombreuses cibles potentielles pour de futures stratégies thérapeutiques des hypermélanoses et des hypomélanoses cutanées.