黑色素细胞将成熟的黑色素体通过其树突分泌入邻近的角质形成细胞，随着角质形成细胞的不断分化，黑色素体不断向上转运终脱落于皮面。一个黑色素细胞与其邻近的约36个角质形成细胞组成这样一个表皮黑色素单位。因此，整个黑色素代谢过程包括四个方面：即黑色素细胞内黑色素体的形成；黑色素体的黑色素化；黑色素体被分泌到角质形成细胞内以及角质形成细胞内黑色素体的转运、降解或排出。
    黑色素细胞是黑色素的加工厂。如果黑色素细胞先天缺乏时，会导致白化病。而黑色素加工或运输异常，则会引起白癜风等色素减退性疾病。然而，决定皮肤颜色的主要因素是角质形成细胞中所含有的黑色素量。由黑色素细胞合成的黑色素是一种蛋白质的衍生物，呈褐色或黑色。它由黑色素细胞内的酪氨酸酶通过氧化酪氨酸成为多巴，并使多巴进一步氧化成多巴醌，逐渐形成黑色素体，完成黑色素化。