主要是由於某種色素變化造成的。一開始牛肉可能是紫顏色的，但隨著觸氧產生氧化反應，血紅素鐵會促使肉表變成紅色，起先看起來很漂亮，但隨著這種紅色元素不斷上浮到肉表面聚集，繼續氧化，就變成了黑色。

因為新鮮和醃製的肉的顏色都取決於肌紅蛋白，但肌紅蛋白的顏色比較容易發生變化。

肌紅蛋白是一種水溶性蛋白質，能儲存氧用於肌肉的有氧代謝。它由蛋白質部分和中心為鐵原子的非嚇啉環組成。鐵原子是決定肉類顏色中的重要角色。肉類顏色的決定性因素是鐵的氧化(化學)狀態。

因為各種動物肌肉活動量差距很大，它們的氧需求而改變。因此不同的肌紅蛋白的濃度在各種動物的肌肉中含量不同。

擴充套件資料：

辨別牛肉有無變質：

1、色澤鑑別：新鮮肉——肌肉呈均勻的紅色，具有光澤，脂肪潔白色或呈乳黃色。次鮮肉——肌肉色澤稍轉暗，切面尚有光澤，但脂肪無光澤。變質肉——肌肉色澤呈暗紅，無光澤，脂肪發暗直至呈綠色。

2、氣味鑑別：新鮮肉——具有鮮牛肉的特有正常氣味。次鮮肉——稍有氨味或酸味。變質肉——有腐臭味。

3、黏度鑑別：新鮮肉——表面微幹或有風乾膜，觸控時不粘手。次鮮肉——表面乾燥或粘手，新的切面溼潤。變質肉——表面極度乾燥或發粘，新切面也粘手。

4、彈性鑑別：新鮮肉——指壓後的凹陷能立即恢復。次鮮肉——指壓後的凹陷恢復較慢，並且不能完全恢復。變質肉——指壓後的凹陷不能恢復，並且留有明顯的痕跡。

5、肉湯鑑別：良質凍牛肉（解凍肉）——肉湯汁透明澄清，脂肪團聚浮於表面，具有一定的香味。次質凍牛肉（解凍後）——湯汁稍有混濁，脂肪呈小滴浮於表面，香味鮮味較差。變質凍牛肉（解凍後）——肉湯混濁，有黃色或白色絮狀物，浮於表面的脂肪極少，有異味。