葉の黄色は色素「カロテノイド」による。カロテノイド色素系のキサントフィル類は若葉の頃から葉に含まれるが、春から夏にかけては葉緑素の影響により視認はできない。秋に葉のクロロフィルが分解することにより、目につくようになる。カロテノイド色素も光による害から植物を守るために機能している。
葉の赤色は色素「アントシアン」に由来する。アントシアンは春から夏にかけての葉には存在せず、老化の過程で新たに作られる。アントシアニンは光の害から植物の体を守る働きを持っているため、老化の過程にある葉でクロロフィルやカロテノイドを分解する際に、葉を守るために働くと考えられている。
普段、葉が緑色に見えるのはクロロフィルが含まれるからである。秋になり日照時間が短くなるとクロロフィルが分解される。これは植物学的には葉の老化反応と考えられている。夏の間、葉ではクロロフィルが光を吸収して活発に光合成が行われる。落葉樹の葉では、気象条件が光合成に適さない冬を迎える前に老化反応が起こる。この過程では光合成の装置などが分解されて、葉に蓄えられた栄養が幹へと回収される。翌年の春にこの栄養は再利用される。栄養が十分に回収された葉では、植物ホルモンの１つエチレンの働きによって葉柄の付け根に離層ができ、枝から切り離される。これによって、無駄な水分やエネルギーが冬の間に消費されるのを防ぐことができる。植物の葉は「カロテノイド」色素などを使って光の害から自分自身を守る仕組みを備えているが、葉の老化過程ではカロテノイドを含む様々な分子が分解されるため、この過程を進める間も光による害から葉を守る必要がある。「葉柄の付け根に離層ができ、葉で作られた糖類やアミノ酸類が葉に蓄積し、その糖から新たな色素が作られる」とする俗説は誤りである。紅葉、黄葉、褐葉の違いは、植物によってそれぞれの色素を作り出す能力の違いと、気温、水湿、紫外線などの自然条件の作用による酵素作用発現の違いが、複雑にからみあって起こる現象とされる。
一般に落葉樹のものが有名であり、秋に一斉に紅葉する様は観光の対象ともされる。カエデ科の数種を特にモミジと呼ぶことが多いが、実際に紅葉が鮮やかな木の代表種である。狭義には、赤色に変わるのを「紅葉（こうよう）」、黄色に変わるのを「黄葉（こうよう、おうよう）」、褐色に変わるのを「褐葉（かつよう）」と呼ぶが、これらを厳密に区別するのが困難な場合も多く、いずれも「紅葉」として扱われることが多い。また、同じ種類の木でも、生育条件や個体差によって、赤くなったり黄色くなったりすることがある。葉が何のために色づくのかについては、植物学的には葉の老化反応の一部と考えられている。なお、常緑樹も紅葉するものがあるが、緑の葉と一緒の時期であったり、時期がそろわなかったりするため、目立たない。ホルトノキは、常に少数の葉が赤く色づくのが見分けの目安になっている。また、秋になると草や低木の葉も紅葉し、それらを総称して「草紅葉（くさもみじ）」ということがある。日本における紅葉は、9月頃から北海道の大雪山を手始めに始まり、徐々に南下する。紅葉の見頃の推移を桜前線と対比して「紅葉前線」と呼ぶ。紅葉が始まってから完了するまでは約1か月かかる。見頃は開始後20〜25日程度で、時期は北海道と東北地方が10月、関東から九州では11月から12月初め頃まで。ただし、山間部や内陸では朝晩の冷え込みが起こりやすいために、通常これより早い。
アーユルヴェーダは、心、体、行動や環境も含めた全体としての調和が、健康にとって重要とみる。このような心身のバランス・調和を重視する考え方を、全体観（英: holism）の医学という。古代ギリシャの医師ヒポクラテスに始まり、四体液の調和を重視するギリシャ・アラビア医学（ユナニ医学）や、陰陽・五行のバランスを重視する中国医学など、伝統医学の多くが全体観の医学である。病気になってからそれを治すことより、病気になりにくい心身を作ることを重んじており、病気を予防し健康を維持する「予防医学」の考え方に立っている。心身のより良いバランスを保つことで、健康が維持されると考えた。具体的には、五大（5つの祖大元素）からなるヴァータ（風）、ピッタ（胆汁・熱）及びカパ（粘液・痰）のトリ・ドーシャ（3つの体液、病素）のバランスが取れていること、食物の消化、老廃物の生成・排泄が順調で、サプタ・ダートゥ（肉体の7つの構成要素）が良い状態であることが挙げられる。また、古典医学書『チャラカ・サンヒター』では、生命（アーユス）は「身体（シャリーラ）・感覚機能（インドリヤ、五感）・精神（サットヴァ）、我（アートマン、自己、魂、真我）」の結合したものであると述べられており、身体や感覚器官だけでなく、精神面、さらに魂と表現されるような根源的な面が良い状態であることも健康の条件となる。特に食事が重要視されており、生活指導も行われる。睡眠や排泄、セックスなどの自然な欲求を我慢することは、病気につながるとして戒めている。治療には大きく2つがあり、1つは食事、薬、調気法や行動の改善でドーシャのバランスを整える緩和療法（鎮静療法）、もう1つは増大・増悪したドーシャ（体液）やアーマ（未消化物）、マラ（老廃物）などの病因要素を排泄する減弱療法（排出療法, 浄化療法）である。減弱療法では、パンチャカルマ（5つの代表的な治療法、2種類の浣腸・油剤・下剤・吐剤）と呼ばれる治療法がよく知られている。根源的・霊的な面の治療として、ジョーティシャ（インド占星術）やマントラ（呪文）、宝石を使った治療がある。