制皮蛋的主要原料是生石灰、纯碱、食盐、红茶叶、水和植物灰（含有氧化钙、氧化钾）。把原料按一定的比例溶于水制成料液（或料泥）时，发生一系列的化学反应，生成氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钙，并电离出氢氧根离子、钾离子、钠离子和钙离子。
把蛋浸入料液（或包入料泥）中，这些离子渗入蛋壳内。蛋白中的蛋白质在氢氧根的作用下开始“凝固”与水形成胶冻，同时钠离子、钾离子、钙离子和红茶中的鞣质都促使蛋白质凝固和沉淀，也使蛋黄凝固和收缩。蛋白质在氢氧根离子的作用下还会逐步分解成多种氨基酸，氨基酸进一步分解出氢、氨和微量的硫化氢等，加上渗入的咸味、茶香味使皮蛋具有特殊的风味和较高的营养价值。分解出来的氨基酸与渗入的碱反应生成的氨基酸盐，在蛋黄表面或蛋白中结晶出来，形成一朵朵美丽的“松花”。
含硫较高的蛋黄蛋白质在氢氧根离子的作用下，分解成多种氨基酸的同时产生了硫氢基和二硫基与蛋黄中的色素和蛋内的各种金属离子结合，使蛋黄出现了墨绿、草绿、茶色、暗绿、橙红等颜色，加上外层蛋白的红褐色（或黑褐色）形成了五彩缤纷的色层皮蛋，所以皮蛋又叫彩蛋。