色素色（ pigmentary colour）又称化学色(chemical colour)，是昆虫着色的基本形式，这类体色是由于虫体一定部位有某些化合物的存在造成的，这些物质吸收某种长光波，而反射其他光波形成各种颜色。这类物质一般是新陈代谢的产物，如黑色素和嘌呤色素，但黄色的类胡萝卜素来自食物，它常与蓝色四吡咯色素结合，形成很多昆虫的绿色。根据色素所在位置不同，色素色又可分为表皮色、真皮色、真皮下色和表皮上色4类。翅上的斑纹属表皮色，其特点是昆虫死后仍保持稳定。蜻蜓体色中的黄色斑来自真皮细胞层，因而虫体死亡后，随着皮细胞破坏而消失。有些昆虫体壁透明，其体色由内部器官的颜色来决定称真皮下色。有些昆虫如蜻蜓当性成熟时表皮上出现柔软的绒毛似的白色蜡质，称表皮上色。
昆虫色素种类很多，许多昆虫典型的褐色或黑色都是由于黑色素造成的。黑色素的化学性质稳定，它的形成是昆虫排除体内有毒代谢产物的一种途径，对昆虫具有保护作用。
环境因素对色彩的影响是很大的，如温度、湿度和光等。高温使色彩变得深暗，低温则变淡，因此在不同的季节中，同一种蝶类颜色深浅是不同的。湿度大使色彩深暗，而干燥则使色彩变淡，例如生活在山上的蝶比山下的蝶颜色要深些。光的强度也能使色彩改变，如菜粉蝶蛹的体色随化蛹场所的色泽而改变，短光波能使之产生黑色素，而长光波可以消除黑色素。另外，昆虫体壁的色彩还可受昆虫体内咽侧体所分泌激素的影响。