棕色眼球和黑色眼球主要是由遗传和种族因素决定的，没有什么太大的区别。

眼球由外到内可以分为许多层，包括角膜、巩膜、虹膜、睫状体、脉络膜等等，其中角膜是无色透明的、巩膜是乳白色的，所以眼球的颜色主要取决于虹膜的颜色。

虹膜主要由结缔组织构成，含有丰富的色素、平滑肌和血管，呈现的颜色就取决于色素这一成分。虹膜实质层和虹膜后方的色素上皮细胞都含有不同的黑色素细胞，且分布也不同。

根据研究，欧美人的虹膜实质层中色素少，但上皮细胞的色素正常，所以虹膜通常颜色较浅，常见蓝色。而我们亚洲人的虹膜实质层和上皮细胞的色素都很丰富，因此虹膜常显棕色、褐色或黑色。白化病人的虹膜实质层和上皮细胞的色素都很少，所以虹膜常显粉色。

棕色虹膜和黑色虹膜仅仅在色素细胞的多少上存在一定差异，这主要是由遗传因素决定的。