猫的颜色为什么不同？
在探讨这个问题之前，让我们先来简单认识一下光，以及它的一些基本属性。 光（light）是一种由电磁波引起的视觉信号。电磁波具有波的特性，如相位、周期、频率等，所以光是运动变化的粒子——光子（photon）。每个光子携带一定量的能量和动量，并且遵循着确定的能量-动量关系。 动物看到的光线只是电磁波中非常小的一部分，电磁波的波长跨度从波长不到1纳米的γ射线到波长几十公里的无线电波。人类眼睛可以解读的光线只占据了整个电磁波谱非常小的一小部分，被称为可见光谱（visible spectrum），其波长大约是波长半衰期。所有超过可见光谱范围的电磁波都被称为“无线电波”（wireless wave）。
猫和人类一样，都是哺乳动物，它们的感光机制与人类很相似。而鸟类、鱼和其他冷血动物（如蛇）的感光机制与哺乳动物截然不同。这些低等动物的感光机制会引入更多的未知数，也会带来更多有趣的研究内容。
目前科学家已经证明，决定动物体表颜色的色素主要有两种：类胡萝卜素（carotenoid）和黑色素（melanin）。其中类胡萝卜素又可分为β-胡萝卜素（β-carotene）和叶黄素（lutein），它们存在于细胞核周围，通过吸收光线起到保护细胞的作用；黑色素主要存在于皮肤和毛发中，是通过吸收紫外线而产生的。
这两种色素都能吸收特定波长的光，然后转换成电信号，再通过神经冲动传输到大脑。不过，只有黑色素的这种转换功能是被动的过程。类胡萝卜素的这种转换功能是主动的，它的转化需要阳光中的紫外线作为催化剂。 类胡萝卜素有很多种，不同物种的类胡萝卜素存在有明显差异，而且同种生物的不同器官也有差异。以番茄为例，红色的番茄表皮含有高浓度的β-胡萝卜素，黄色的番茄含有低浓度的β-胡萝卜素和高浓度的叶黄素。
虽然大部分鱼类有颜色敏感的细胞，但是它们的体色是依靠身体表层的黏液产生的，并不是体内的色素决定的。这也就有了“泥鳅撒尿能变色”的奇妙景象。