Při fotografování s bleskem se světlo blesku objevuje příliš rychle, než aby se zornice stačila zavřít, takže velká část velmi jasného světla z blesku prochází do oka zornicí, odráží se od fundu v zadní části oční koule a vychází zornicí ven. Fotoaparát toto odražené světlo zaznamená. Hlavní příčinou červené barvy je velké množství krve v cévnatce, která vyživuje zadní část oka a nachází se za sítnicí. Krve v sítnici je mnohem méně než v cévnatce a nehraje prakticky žádnou roli. Oko obsahuje několik fotostabilních pigmentů, které všechny absorbují v oblasti krátkých vlnových délek, a proto do jisté míry přispívají k efektu červených očí. Čočka odřezává hluboké modré a fialové světlo, pod 430 nm (v závislosti na věku), a makulární pigment absorbuje mezi 400 a 500 nm, ale tento pigment se nachází výhradně v malé fovee. Melanin, který se nachází v pigmentovém epitelu sítnice (RPE) a cévnatce, vykazuje postupně rostoucí absorpci směrem ke krátkým vlnovým délkám. Krev je však hlavním určujícím faktorem červené barvy, protože při dlouhých vlnových délkách je zcela průhledná a náhle začíná absorbovat při 600 nm. Množství červeného světla vycházejícího ze zornice závisí na množství melaninu ve vrstvách za sítnicí. Toto množství se u jednotlivých jedinců silně liší. Lidé světlé pleti s modrýma očima mají relativně málo melaninu ve fundu, a proto vykazují mnohem silnější efekt červených očí než lidé tmavé pleti s hnědýma očima. Totéž platí i pro zvířata. Samotná barva duhovky nemá pro efekt červených očí prakticky žádný význam. Je to zřejmé, protože efekt červených očí je nejvíce patrný při fotografování tmavě zbarvených subjektů, tedy s plně rozšířenými zornicemi. Na fotografiích pořízených infračerveným světlem prostřednictvím přístrojů pro noční vidění jsou zornice vždy velmi světlé, protože ve tmě jsou zornice plně rozšířené a infračervené světlo není absorbováno žádným očním pigmentem.
Úloha melaninu v efektu červených očí je prokázána u zvířat s heterochromií: efekt se projevuje pouze u modrého oka. Efekt je ještě výraznější u lidí a zvířat s albinismem. Všechny formy albinismu zahrnují abnormální produkci a/nebo ukládání melaninu.
Efekt červených očí se projevuje na fotografiích dětí také proto, že dětské oči mají rychlejší adaptaci na tmu: při slabém světle se dětské zorničky dříve zvětší a zvětšená zornice zvýrazňuje efekt červených očí.
Operátoři divadelního sledování, kteří jsou umístěni téměř shodně s velmi jasným světlem a poněkud vzdáleni od herců, jsou občas svědky efektu červených očí u herců na jevišti. Tento efekt není pro ostatní diváky viditelný, protože je závislý na velmi malém úhlu mezi operátorem followspotu a světlem.