香蕉切后变黑主要是由于氧化反应和酶促褐变作用。香蕉果肉中的多酚氧化酶与空气中的氧气接触后，会催化酚类物质氧化形成黑色素，导致切面颜色变深。这种现象在苹果、土豆等蔬果中同样常见，属于正常的生物化学反应，不影响食用安全性。
香蕉表皮被破坏后，细胞结构受损释放出多酚氧化酶，该酶会迅速将无色酚类物质转化为醌类化合物，进而聚合形成褐色或黑色物质。温度越高、暴露时间越长，褐变速度越快。家用冰箱冷藏环境可减缓该过程，但无法完全阻止。酸性物质如柠檬汁能抑制酶活性，短暂维持切面颜色。
部分特殊品种香蕉因基因差异，酚类物质含量较低，氧化变色速度相对缓慢。过度成熟的香蕉因细胞膜通透性改变，酶与底物已提前接触，切割后褐变反应反而减弱。商用香蕉常采用气调包装或真空处理，通过隔绝氧气延缓变色，家庭保存可借鉴该方法。
日常食用时可随切随吃，或浸泡淡盐水减缓氧化。褐变香蕉仍保留大部分钾、膳食纤维等营养素，仅维生素C等抗氧化物质部分损耗。若伴有异味、发黏等变质迹象则不建议食用。对于需要保持香蕉美观的料理，可选用未完全成熟的青香蕉，或搭配酸奶、蜂蜜等酸性食材共同食用。
