W fotografii z lampą błyskową światło lampy błyskowej pojawia się zbyt szybko, aby źrenica mogła się zamknąć, Tak więc duża część bardzo jasnego światła z lampy błyskowej przechodzi do oka przez źrenicę, odbija się od dna oka z tyłu gałki ocznej i wychodzi przez źrenicę. Aparat rejestruje to odbite światło. Główną przyczyną czerwonego koloru jest duża ilość krwi w naczyniówce, która odżywia tylną część oka i znajduje się za siatkówką. Krew w krążeniu siatkówkowym jest znacznie mniejsza niż w naczyniówce i nie odgrywa praktycznie żadnej roli. Oko zawiera kilka fotostabilnych pigmentów, które absorbują w obszarze krótkich fal i w ten sposób przyczyniają się w pewnym stopniu do efektu czerwonego oka. Soczewka odcina głębokie niebieskie i fioletowe światło, poniżej 430 nm (w zależności od wieku), a pigment plamki żółtej absorbuje pomiędzy 400 a 500 nm, ale pigment ten znajduje się wyłącznie w maleńkiej bruździe. Melanina, znajdująca się w nabłonku barwnikowym siatkówki (RPE) i naczyniówce, wykazuje stopniowo wzrastającą absorpcję w kierunku krótkich długości fal. Jednak to krew jest głównym czynnikiem decydującym o czerwonym kolorze, ponieważ jest ona całkowicie przezroczysta przy długich falach i zaczyna gwałtownie absorbować przy 600 nm. Ilość czerwonego światła wydobywającego się ze źrenicy zależy od ilości melaniny w warstwach znajdujących się za siatkówką. Ilość ta różni się znacznie u poszczególnych osób. Osoby o jasnej karnacji i niebieskich oczach mają stosunkowo mało melaniny w dnie oka i dlatego wykazują znacznie silniejszy efekt czerwonych oczu niż osoby o ciemnej karnacji i brązowych oczach. To samo odnosi się do zwierząt. Kolor samej tęczówki nie ma praktycznie żadnego znaczenia dla efektu czerwonych oczu. Jest to oczywiste, ponieważ efekt czerwonych oczu jest najbardziej widoczny podczas fotografowania osób o ciemnej karnacji, a więc z całkowicie rozszerzonymi źrenicami. Zdjęcia wykonane przy użyciu światła podczerwonego przez noktowizory zawsze pokazują bardzo jasne źrenice, ponieważ w ciemności źrenice są w pełni rozszerzone, a światło podczerwone nie jest absorbowane przez żaden pigment oczny.
Rola melaniny w efekcie czerwonych oczu została wykazana u zwierząt z heterochromią: tylko niebieskie oko wykazuje ten efekt. Efekt ten jest jeszcze bardziej wyraźny u ludzi i zwierząt z albinizmem. Wszystkie formy albinizmu wiążą się z nieprawidłową produkcją i/lub odkładaniem melaniny.
Efekt czerwonych oczu jest widoczny na zdjęciach dzieci również dlatego, że oczy dzieci mają szybszą adaptację do ciemności: w słabym świetle źrenice dziecka powiększają się szybciej, a powiększona źrenica uwydatnia efekt czerwonych oczu.
Operatorzy teatralnych followspotów, ustawieni prawie przypadkowo z bardzo jasnym światłem i nieco oddaleni od aktorów, czasami są świadkami efektu czerwonych oczu u aktorów na scenie. Efekt ten jest niewidoczny dla reszty widowni, ponieważ zależy od bardzo małego kąta pomiędzy operatorem followspota a światłem.