咖啡生豆的颜色是淡绿色，烘焙之后就变成了茶色。烘焙豆独有的茶包是以低聚糖类、氨基酸、绿原酸为主形成的褐色色素。
这里所指的褐色色素，并非是单一的颜色或单一的成分，而是各种不同成分、颜色汇总在一起的总称。
在烘焙过程中，咖啡生豆会慢慢地改变颜色，褐色色素的总量和大分子的比例也在发生着变化。按照分子的大小可以将褐色色素进行大致的分类，轻度烘焙的咖啡豆中小分子的色素较多，随着烘焙的加深，在色素总量增加的同时，大分子的色素比例也会增加。
轻度烘焙的咖啡豆中，含有小分子的微微发黄的强劲色素，这是在烘焙初期糖类受热的分解物与绿原酸发生化学反应而形成的。
之后，随着烘焙的深入，低聚糖类就会发生焦糖化，变成焦糖色素。这些焦糖色素与低聚糖类、氨基酸发生化学反应后形成“类黑精”（Melanoidin ），这是一种分子颗粒稍大的红褐色色素。形成类黑精的反应被称为 “美拉德反应”（Maillard reaction ）——一种在食品工业中非常重要的化学反应。面包烤熟的颜色、味噌汤的颜色、酱油的颜色等都是通过 “美拉德反应”产生的。
随着进一步的深度烘焙，再加上蛋白质与多糖类的反应，就会形成百倍以上巨大的黑褐色色素。
事实上，这些色素就是构成咖啡苦味的重要成分之一，色素分子越大，苦味就越强劲。深度烘焙的咖啡豆苦味较强，就是由于上面所说的色素变化导致的。
