虫刺されの跡が茶色や黒ずんだ色に変化して長期間消えない最大の原因は、医学的に炎症後色素沈着（PIH: Post-Inflammatory Hyperpigmentation）と呼ばれる現象です。蚊やブヨに刺されると、体内に入った虫の唾液成分（アレルゲン）に対して免疫反応が起き、ヒスタミンなどの化学物質が分泌されて激しいかゆみと炎症が生じます。
この炎症刺激が表皮の最下層にあるメラノサイトを活性化させ、防御反応として大量のメラニン色素を生成します。通常であればメラニンは肌の新陳代謝によって自然と垢（あか）として排出されますが、かきむしって表皮と真皮の境界にある基底膜を傷つけてしまうと、メラニン色素が真皮層へと漏れ落ちてしまいます。真皮層に落ちたメラニンは代謝されにくく、ターンオーバーのサイクルから外れてしまうため、何カ月も消えない黒ずみや頑固なシミへと定着するのです。
