Au cours d’une grossesse, si aujourd’hui il est facile de connaître le sexe du futur bébé, la couleur des yeux reste une énigme, et le restera même plusieurs jours ou semaines après la naissance. C’est un caractère que les parents et les proches évoquent très souvent à propos du futur enfant. Les croyances les plus répandues (ni complètement fausses ni totalement exactes) établissent que si les parents ont les yeux foncés, l’enfant aura également les yeux foncés, et plus certainement, si les parents ont les yeux bleus, l’enfant aura les yeux bleus.

La couleur de l'iris gris, bleu, vert, marron, brun, noir est liée à l'expression de gènes. La couleur de l'iris est due à deux pigments produits de ces gènes: la mélanine principalement et la lipofuscine pour certains yeux verts. Cet iris peut parfois être rouge en l'absence de pigment (ex. en cas d'albinisme).

La relative abondance de la mélanine est à l’origine de couleurs d’yeux qui peut varier du marron clair au noir foncé des asiatiques. On comprend alors que si les parents ont les yeux bleus, ils ne sont pas porteurs des gènes responsables de la fabrication de la mélanine dans l’œil et que par conséquent ils ne peuvent pas transmettre ces gènes à leur rejeton qui, de ce fait, aura les yeux bleus. Par contre, la situation est plus complexe pour des parents aux yeux foncés. En effet, l’information génétique qui gouverne tous nos caractères physiques se trouve en deux exemplaires (les allèles) dans nos cellules, répartis sur les chromosomes qui forment des paires. L’un de ces exemplaires vient de notre père et l’autre de notre mère. Pour qu’un individu ait les yeux marron, il suffit qu’il ait reçu un exemplaire du gène qui code pour la synthèse du pigment dans l’œil. Comme les garnitures chromosomiques sont réparties au hasard lors de la fécondation, de nombreux cas de figure sont possibles pour les descendants de parents aux yeux foncés.

Le paragraphe ci-dessus présente l'hérédité de façon simple et la réalité est un peu plus complexe car la synthèse de la mélanine dans l’œil est liée non pas à l’activité d’un mais de plusieurs gènes et de plus, des mutations et recombinaisons peuvent survenir... Il peut donc arriver que deux parents aux yeux bleus aient un enfant aux yeux marron, mais c’est un cas assez rare. Dans des circonstances encore plus rares, l’apparition de mutation au début du développement peut donner naissance à un enfant avec des yeux de couleurs différentes comme c’est le cas pour David Bowie. On parle d’hétérochromie pour cette différence de couleur entre l’iris des deux yeux (heterochromia iridis). Dans le langage populaire, l'hétérochromie concernant les deux yeux est qualifiée d’yeux vairons.

Contrairement aux faux jumeaux qui sont le résultat de deux événements de fécondation indépendants, les vrais jumeaux portent des garnitures chromosomiques parfaitement identiques car ils résultent de la scission d’un œuf au tout début de son développement. Il est donc quasiment impossible que des vrais jumeaux diffèrent au niveau de la couleur de leurs yeux. Si une mutation apparaît dans une cellule après la scission de l’œuf, il se peut que les jumeaux aient une couleur d’yeux différente. Mais cette possibilité est aussi rare que la naissance d’enfants aux yeux vairons (cas de David Bowie ci-dessus).