爪自体は硬いケラチンというタンパク質で構成された死んだ細胞の集まりであり、爪そのものが黒い色素を作り出すわけではありません。黒い線が縦方向に現れる現象は、医学的には「爪甲色素線条（そうこうしきそせんじょう）」と呼ばれます。爪を作り出す根元の組織である「爪母（そうぼ）」に存在するメラノサイトがメラニン色素を産生し、それが新しく作られる爪に混入して前へと送り出されることで、一本の線として視覚化される仕組みです。
爪の黒い線の原因は、臨床現場において主に以下の3つのパターンに分類されます。
1つ目は、最も一般的な「爪下出血（そうかしゅっけつ）」です。足の指を家具にぶつけたり、サイズの合わない靴で圧迫されたり、あるいは手先に強い負荷がかかった際に爪の下の毛細血管が破綻して生じます。血液が酸化して黒褐色に変色するため黒い線や斑点に見えますが、爪の根元から新たに生えてくる爪には色素が含まれず、爪の伸びとともに先端へ移動して最終的に消失します。
2つ目は、皮膚のほくろに相当する良性の「爪母母斑（そうぼぼはん）」や、色素沈着を起こす「雀卵斑様病変（摩擦や加齢によるメラノサイトの活性化）」です。爪の工場である爪母に良性のほくろ細胞の集まりができると、一定のペースで均一なメラニン色素が作られ続け、細く均一な黒褐色〜茶色の縦線が爪に刻まれます。
3つ目が、最も警戒すべき「悪性黒色腫（爪部メラノーマ）」です。メラニン色素を作る細胞が悪性腫瘍化し、無秩序に増殖を繰り返す皮膚がんの一種です。日本人におけるメラノーマは、白人に多い紫外線由来の体幹部・顔面の発生とは異なり、足の裏や手足の爪といった「末梢部」に好発する特徴（末端黒子型メラノーマ）を持っています。初期には良性のほくろと見分けがつきにくく、痛みなどの自覚症状がないまま静かに進行するため、見過ごされやすい危険性を孕んでいます。
