El color del pelaje de los gatos (al igual que ocurre en el resto de mamíferos) depende de la pigmentación. Todos los colores son imputables a la presencia de melanina en sus dos formas:  eumelanina (negro), que puede estar más o menos "diluida" y dar en ese caso tonos como azules, grises azulados y los tonos lilas de algunas razas, y feomelanina (roja), que regula los colores rojo y naranja, y la disolución que se crea en los tonos crema.

Cuando el color del pelaje es blanco se debe a la ausencia completa de melanina. De todas maneras existen dos tipos de blancos diferentes en los gatos: el blanco epistático y el blanco hipostático.

Los gatos blancos epistáticos tienen los ojos de color amarillo y su patrimonio genético contiene genes de otros colores. Una pareja de gatos blancos de este tipo pueden producir gatitos de varios colores.

La piel de los gatos blancos hipostáticos está totalmente desprovista de pigmentos. Es lo que llamamos un albinismo extremo. Su piel es rosada y sus ojos tienen un tono rojizo. Los gatos blancos con ojos azules o de dos colores son albinos parciales. Dos gatos albinos solo pueden tener descendencia albina.

El color negro aparece en el pelaje de los gatos cuando la pigmentación carece de feomelanina. Los tonos rojizos son resultado de la ausencia de eumelanina. El marrón por su parte es una variante del negro, y está producido por una escala diferente de eumelanina en las células pilosas.

Los colores azules y cremas son diluciones de la escasez y la distribución desigual de los gránulos de pigmento, tanto de eumelanina (color azul) como de feomelanina (crema).

Los tonos plateados provienen de la falta de la enzima responsable de producir pigmentos. Sí se ha desarrollado una pequeña cantidad de eumelanina, pero no de feomelanina. En cada pelo el área correspondiente sigue siendo blanco, y solo la zona normalmente negra es gris.

Los gatos siameses son parcialmente albinos pero presentan un melanismo en las extremidades. La eumelanina se concentra en las partes del cuerpo en las que la temperatura es más baja.