นอกจากสีเขียวแล้ว ในใบไม้ยังมีรงควัตถุอีกหลายชนิดตั้งแต่สีเหลือง (Xanthophyll) ไปจนถึงสีส้ม (Carotenes) เช่น สีส้มในแครอต แต่ส่วนใหญ่สีเหล่านี้จะถูกสีเขียวบดบัง แต่เมื่อเริ่มเข้าสู่ช่วงฤดูใบไม้ร่วง ซึ่งเป็นช่วงที่มีการเปลี่ยนแปลงระยะเวลาในตอนกลางวัน กล่าวคือ ระยะเวลาในตอนกลางวันจะสั้นลง นอกจากนี้อุณหภูมิก็จะมีการเปลี่ยนแปลงด้วยเช่นกัน ทำให้ใบหยุดกระบวนการสร้างอาหาร คลอโรฟิลล์ค่อยๆ สลายตัว สีเขียวของใบไม้จึงเริ่มจางลง ส่งผลให้สีเหลืองและสีส้มที่ถูกบดบังจากสีเขียวในตอนแรกปรากฏชัดเจนมากยิ่งขึ้น และทำให้เราสามารถมองเห็นใบไม้มีสีเหลืองและสีส้มได้ในช่วงฤดูใบไม้ร่วง
ในขณะที่คลอโรฟิลล์สลายตัวยังเกิดการเปลี่ยนแปลงของสารเคมีอื่น ๆ ด้วย ซึ่งสารเคมีเหล่านั้นเป็นสารที่ทำให้เกิดสีเพิ่มขึ้น โดยการเพิ่มของรงควัตถุแอนโทไซยานิน (Anthocyanin) การผสมของรงควัตถุบางชนิดทำให้เกิดสีแดงและสีม่วงในต้นไม้ เช่น ต้น Dogwoods หรือต้น Sumacs ในขณะที่บางรงควัตถุทำให้ต้น Sugar maple เป็นสีส้มสดใส
ในฤดูใบไม้ร่วง ต้นไม้บางชนิดจะมีใบแค่สีเหลืองเท่านั้น หรือต้นไม้บางชนิด เช่น ต้นโอ๊ก ซึ่งส่วนใหญ่จะมีสีน้ำตาล สีพวกนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการผสมของคลอโรฟิลด์ที่ยังหลงเหลืออยู่กับรงควัตถุอื่น ๆ ที่มีอยู่ในใบไม้
เมื่อเริ่มมีการปรากฏสีของใบไม้ในฤดูใบไม้ร่วงนั้น ลำต้นจะมีการเปลี่ยนแปลงร่วมด้วย ตอนที่ใบไม้ยังติดอยู่กับลำต้น เซลล์จากลำต้นจะมีการพัฒนาและค่อย ๆ สลายกิ่งที่เชื่อมติดกับใบไม้ ขณะเดียวกันลำต้นก็จะปิดผนึกตัวมันเองออกจากก้านใบ และเมื่อใบถูกลมพัดหรือปลิวหล่นเนื่องจากน้ำหนักของใบเอง ใบจะทิ้งรอยแผลเป็น (Scars) ไว้ที่ลำต้น