皮膚和粘膜的顏色隨血流的顏色而變化。血液的紅色是由于紅細胞內含有血紅蛋白。當血紅蛋白充分地和氧結合，成為氧合血紅蛋白時，它的顏色是鮮紅的；當它放出了氧，成為去氧血紅蛋白時，顏色就變為暗紅。動脈和毛細血管里的血，含氧合血紅蛋白多而去氧血紅蛋白少，因此它的顏色鮮紅，透過薄的粘膜和半透明的指甲，紅色仍明顯。
皮膚較厚，且含有色素，因而是白里透紅或微棕色透紅。靜脈血因含去氧血紅蛋白多、氧合血紅蛋白少，所以它是暗紅色，透過皮膚，就呈現青紫色。手臂上一條一條的一般所稱的“青筋”就是靜脈。苯胺、硝基苯和亞硝酸鹽等化學品可使血紅蛋白變為變性血紅蛋白，這種血紅蛋白本身就是紫色的。因此，凡粘膜、指甲和皮膚里的毛細血管和小動脈里血液的氧合血紅蛋白減少，而去氧血紅蛋白增多或出現變性血紅蛋白的時候，都會出現紫紺。
血液中去氧血紅蛋白增多所致皮膚粘膜呈青紫的現象。通常毛細血管血液中去氧血紅蛋白超過50克/升就可形成紫紺。紫紺可分為中央性、周圍性及混合性。另外，藥物及化學物品中毒導致血中異常血紅蛋白衍生物的出現亦可形成紫紺。