عامل اصلی تنوع رنگ در پوست تخم‌مرغ، ژنتیک است، گرچه تعداد اندکی از عنصرهای محیطی هم در آن نقش دارند. بر اساس یافته‌های دانشمندان، حداقل هفت ژن در رنگ پوست تخم‌مرغ دخالت دارند: CPOX، FECH، BCRP، HRG1، FLVCR، SLCO1A2 و SLCO1C1.
وقتی بحث پوست‌های سفید و قهوه‌ای مطرح می‌شود، رنگ‌دانه‌ها تحت تأثیر تولید رنگ‌دانه‌ای زیستی به نام پروتوپورفیرین قرار می‌گیرند. این رنگدانه از هِم (heme) سرچشمه می‌گیرد که ترکیبی حاوی آهن در هموگلوبین خون است. دو رنگدانه‌ی دیگر به نام‌های بیلی‌وردین و بیلی‌وردین-روی‌کلات هم می‌توانند باعث تغییر رنگ تخم مرغ شوند، اما پروتوپورفیرین تأثیر بیشتری دارد.
به‌طورکلی، تخم‌مرغ‌های سفید مقدار کمی پروتوپورفیرین دارند، در حالی که تخم‌مرغ‌های قهوه‌ای سرشار از این ماده هستند. بیان بالای ژن CPOX به مقدار بیشتر پروتوپرفیرینوژن و در نهایت رنگ پوست قهوه‌ای منجر می‌شود. از سوی دیگر بیان بالای ژن FECH می‌تواند به مقدار کم پروتوپرفیرینوژن و رنگ پوست روشن‌تر منجر شود.
با این‌حال، ژنتیک به ندرت به این سادگی عمل می‌کند و پنج ژن دیگر به نام‌های BCRP، HRG1، FLVCR، SLCO1A2 و SLCO1C1 نیز از طریق اثرگذاری بر انتقال‌دهنده‌های هِم که هم را به بخش‌های مختلف یک سلول بیولوژیکی منتقل می‌کنند، در رنگ‌آمیزی نقش دارند.
گونه‌های مختلف مرغ هم بر رنگ خاص پوسته تخم مرغ تأثیر می‌گذارند؛ زیرا آن‌ها دارای مجموعه‌ای از ژن‌های متفاوت هستند. برای مثال مرغ لگرن، تخم سفید می‌گذارد، در حالی که مرغ‌های رود آیلند به دلیل گوناگونی ژنتیکی در جمعیت خود، تخم قهوه‌ای می‌گذارند. مرغ‌های ماران که یک گونه‌ی لوکس فرانسوی است، تخم به رنگ قهوه‌ای تیره می‌گذارند. رنگ این تخم مرغ، حاصل آمیزش انتخابی و بهینه‌شده‌ی بیان ژن‌هایی است که پروتوپورفیرین منتشر می‌کنند.
در کنار ژنتیک، عامل‌های محیطی متعددی مثل سن مرغ، سطح استرس، بیماری و رژیم غذایی می‌توانند بر رنگ تخم مرغ تأثیر بگذارند. سطوح آهن و همچنین پروبیوتیک‌های خاص مثل باسیلوس سوبتیلیس درون غذاها برای مرغ‌هایی که تخم قهوه‌ای می‌گذارند، اهمیت دارند.
استرس، سن بالا و بیماری هم می‌توانند بر کاهش رنگدانه‌های تخم‌مرغ‌ها تأثیر بگذارند، گرچه تخم مرغ‌های سفید لزوما به این معنی نیستند که مرغ «ناراحت» یا مریض است. به همین ترتیب، رنگ پوسته تأثیر آشکاری بر طعم تخم مرغ ندارد. اگر به طعم اهمیت می‌دهید بهتر است مواردی مثل کیفیت پرورش را ملاک خود قرار دهید تا رنگ تخم‌مرغ‌های تولیدشده.
تخم‌مرغ‌های آبی در میان کل قوانین ژنتیکی ذکر‌شده استثنا به شمار می‌روند. تنها چند گونه مثل مرغ آراکانا از شیلی و همچنین مرغ‌های دونگشیانگ و لوشی به لطف ژنی به نام oocyan تخم آبی می‌گذارند.
از طرفی، بیان ژنی تخم مرغ آبی ناشی از عفونت تاریخی رتروویروس EAV-HP است که در ژنوم گونه‌ی مرغ ادغام و از طریق DNA به نسل‌های بعد منتقل شده است. این عفونت احتمالا صدها سال قبل رخ داده و توسط مزرعه‌داران تیزبینی دیده شده است که به صورت انتخابی مرغ‌ها را برای حفظ فنوتایپ آمیزش دادند.
با این‌حال ویروس یادشده مضر نیست و تخم مرغ‌های آبی را می‌توان بدون نگرانی مصرف کرد (اگر به روشی صحیح پخته شوند). درست مانند مرغ‌ها، ژنوم انسان پر از نمونه‌هایی از رتروویروس‌های درون‌زا است که از عفونت‌های تاریخی به ما منتقل شده است؛ نزدیک به ۸ درصد از ژنوم انسان از توالی‌هایی با منشأ ویروسی ساخته شده است؛ اما متأسفانه هیچ‌کدام از آن‌ها باعث نمی‌شوند که ما تخم آبی تولید کنیم.
