牵牛花常常会改变颜色，紫色的牵牛花有时会变成兰色，有时会变成红色。牵牛花会变色，原因是牵牛花里含有一种色素，这种色素遇到不同性质的液体时，会显出不同的颜色。由于植物体内液体的性质受外界条件的影响，常常会发生一些变化，这样就使牵牛花的颜色也发生相应的变化。除了牵牛花以外，像月季花、美人蕉等都有这种特性，由于所含色素不同，颜色变化起来丰富多彩。
对牵牛花来说，开花既需要阳光，又害怕过强的阳光，而早晨的空气比较湿润，阳光比较柔和，这样的外界环境对于牵牛花最为适宜。这时，牵牛花花瓣内侧的上表皮细胞，比下花瓣外侧的表皮细胞生长得快，于是花瓣向外弯曲，这样，花就开了。然而到了中午，阳光强烈，空气干燥，娇嫩的牵牛花花朵不得不因缺少水分而萎谢了。
牵牛花变色是一种基因导致细胞液泡酸碱度变化引起的。牵牛花花卉的颜色不仅与细胞内所含的色素和金属离子有关，还受到细胞液泡内液体酸碱度的影响。液泡是细胞质中的一种泡状结构，由液泡膜包裹，内含水状细胞液，其中含有盐、糖等成分。
在选取了一种盛开之后花朵仍是紫色的牵牛花，将它与蓝色牵牛花进行比较。结果发现，紫色花在盛开之后，其液泡酸碱度保持中性。而蓝色花的液泡会变成碱性，使花色由紫变蓝，就像石蕊试纸遇碱性溶液变蓝一样。研究证明，紫色花液泡酸碱度。
花的颜色通常是指花冠的颜色，花冠的颜色是由花瓣细胞里的色素决定的。色素的种类很多，与花的颜色有关的色素主要是花青素和类胡萝卜素。花青素存在于细胞液中，含花青素的花瓣可呈现出红、蓝、紫等颜色。牵牛花花冠的颜色有蓝紫色，渐变淡紫色或粉红色，牵牛花的颜色有蓝色，白色，粉色，紫色等。
