Свіжому листі надає зелений колір хлорофіл. Але з часом він руйнується, а коли сонячний день коротшає, світла стає недостатньо для його регенерації. У листку починають переважати каротиноїди – пігменти оранжевого, жовтого або червоного кольорів. Завдяки їм крони дерев набувають восени яскраве забарвлення.
У холодну пору року, коли грунт промерзає, деревам бракує вологи і не надходять від коренів мінеральні речовини. Життєві процеси завмирають. Щоб заощадити на харчуванні, багато рослин пристосувалися скидати листя перед настанням холодів. З настанням весни коріння починають добувати воду з відталого грунту, і у рослини відростають нові листя.
Листопадні дерева і чагарники поширені не тільки в районах з морозними зимами, але і в інших областях з несприятливими сезонами – наприклад, в субтропіках, де трапляються щорічні посухи і рослинам періодично не вистачає вологи. Більшість хвойних дерев в цих умовах залишаються зеленими: голки мають меншу площу поверхні, ніж листя, тому менше випаровують. Хвоя теж старіє і опадає, але не вся одночасно, а поступово протягом року або навіть багатьох років.