蝦頭變黑主要是由於蝦體內的酪氨酸酶催化下的酶促反應，與蝦是否受到污染或重金屬超標沒有直接關係。
酪氨酸在酪氨酸酶的作用下，可以逐步形成醌類物質，然後再形成優黑素、褐黑素等黑色物質，導致蝦頭顏色變深。蝦的全身都有酪氨酸酶分布，但頭部酪氨酸酶的活性最強，因此蝦頭總是最先變黑。蝦頭也是蝦的內臟所在，如果蝦在捕撈前吃了很多深色藻類，比如褐藻，也可能導致蝦頭髮黑。另外，養殖蝦未消化完的飼料也有可能讓蝦頭呈現黑色。
蝦頭變黑並不一定意味著蝦不新鮮或已經變質。即使在冷凍或冷藏條件下，酪氨酸酶依然有活性，因此仍然會發生黑變。不過，蝦是特別容易變質的食材之一，一旦腐敗就會產生揮發性胺類物質，能聞到刺激性異味。因此，蝦頭變黑的原因可能不僅僅是酶促反應，還可能與蝦的新鮮程度有關。