铜容易变色主要是由铜的电子排布：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 来决定的。由于最外层电子轨道上只有1个电子未排满达到稳定态，所以铜容易及失去最电子而发生氧化变色。

因此，铜暴露在空气中易与空气中的氧气发生反应生成氧化亚铜、氧化铜而导致变色，或与硫化物接触生成黑丝硫化铜等物质硬气变色，特别是暴露在潮湿的空气中是变色更加快且严重。