烏骨雞之所以呈現黑色，主要是因爲它們的細胞中含有一種名爲美拉寧的黑色色素。這種色素在烏骨雞的喙、眼、腳、皮膚、肌肉、骨頭以及大部分內臟中都有分佈。烏骨雞的黑色素主要來源於酪氨酸，在色素細胞中通過多種生物酶的作用形成。這種黑色素在胚胎孵化早期就開始產生，因此烏骨雞的黑色素可以分佈於全身，包括骨膜、腹膜、氣管、爪等部位，而舌頭、雞冠、皮膚和肌肉中的黑色素次之，內臟中的黑色素最少。
此外，烏骨雞的黑化現象也被稱爲“纖維色素增生”，這是一種基因突變的產物，導致黑色素主要沉積在結締組織上。雖然烏骨雞的骨頭實際上是白色的，但由於骨膜的黑色素沉積，給人造成了烏骨雞連骨頭都是黑的錯覺。
烏骨雞不僅外觀呈現黑色，而且它們還富含黑色素、蛋白質、B族維生素等營養成分，具有滋陰清熱、補肝益腎、健脾止瀉等功效，是一種營養價值極高的滋補品。