老年斑是由于细胞内溶酶体(溶酶体是一种清除细胞内废物的细胞器)能量效率不足，导致细胞内不饱和脂肪氧化废物堆积而形成的黄褐色颗粒。除了氧化脂肪酸，这些颗粒还包括一些糖和氧化蛋白质，并可能含有一些螯合金属，如汞，铝，铁，铜和锌。
除了皮肤，老年斑还可以出现在肝脏、肾脏、心肌、肾上腺、神经细胞和神经节细胞中(不一定像在皮肤中那样以色斑的形式出现)。
老年斑更容易在肤色较浅的人身上发现(黑人也有老年斑，但由于肤色较深，不容易发现)，受阳光照射最多的皮肤部位更容易出现。
增加老年斑形成的因素是细胞功能随年龄的增长而下降，涉及细胞内部自噬活动、细胞器(主要是溶酶体和线粒体)的下降和细胞内抗氧化酶的能量效率下降。
紫外线可以加速黑色素的生成。老年斑可能更容易出现在经历了多年频繁和长期日晒的皮肤区域。
压力和睡眠不足可能导致基因甲基化改变，细胞功能下降；
其他消耗性疾病；
研究表明，位于5号染色体上的PPARGC1B基因编码的蛋白质激活多种转录因子和核受体的活性，包括雌激素受体、核呼吸因子1和糖皮质激素受体，可调节脂质氧化、葡萄糖无氧代谢和能量消耗。这个基因可能与抵抗老年斑的能力有关。
预防老年斑，减少接触紫外线，防止细胞被紫外线损伤，是预防老年斑的重要措施。
增加维生素C和维生素E的摄入(过量有害)，降低脂质和蛋白质的氧化水平，产生废物；
适当的运动可以改善身体的新陈代谢。一方面可以改善细胞内环境的代谢；另一方面，有可能提高自噬水平。自噬是机体清除废弃细胞器和细胞内废物的一种方式。
热量限制——可能通过降低食物总热量来减少老年斑的形成，这与热量限制增加体内自噬水平有关。
谷胱甘肽3354服用谷胱甘肽前体(如半胱氨酸，或N-乙酰半胱氨酸)有助于抑制老年斑。