Традиционно считается, что цвет глаз определяется наследственностью. За светлые глаза отвечает мутация гена OCA2. За синий или зелёный цвет отвечает ген EYCL1 хромосомы 19; за коричневый — EYCL2; за коричневый или синий — EYCL3 хромосомы 15. Кроме того, с цветом глаз связаны гены OCA2, SLC24A4, TYR.
Согласно классической генетике, гены, дающие тёмные глаза — доминантные, а светлые — рецессивные. Однако, в действительности, генетика цвета глаз очень сложна, поэтому их комбинации у родителей и детей могут быть крайне разнообразны.
Например, личный пример: у меня - голубые, у матери - голубые, у отца - карие.
Поскольку цвет глаз определяется генетикой, то частота распределения определённых цветов является одной из характерных черт каждого народа. Цвет глаз может меняться в течение жизни. Иногда вскоре после рождения цвет глаз меняется со светлого на тёмный — это иногда встречается у европеоидов, и связано с накоплением меланина в радужной оболочке.