主要是木质素被氧化了。
木质素不是一种单一的化合物，而是一种广泛存在于植物体中、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物的统称。因为含有芳香环共轭双键电子云结构，所以本身具有颜色，常见的木质素为黄棕色，因此木材的横截面都是带有淡黄颜色的。
造纸原料纸浆主要是纤维素、半纤维素和木质素等成分。经过碱处理工艺的原浆纸是黄棕色的，需要进行漂白处理。纸浆的漂白有氧化漂白和还原漂白两种工艺，最常见的安全漂白方法就是二氧化硫还原漂白。这种漂白的原理，是利用二氧化硫的还原性，将木质素中的色素双键打开，变为单键，使共轭电子云断裂，从而消除色素。
但是这种还原漂白，并没有从根本上破坏掉木质素色素的基本化学成分，仅仅是将双键变为单键，失去了共轭电子云的条件。而这种化学平衡是可逆的，放置在空气中时间长了，经过空气的氧化，被打开的双键又会重新合拢，重新变为共轭双键。于是，纸张又退回到原浆纸的黄棕色，这就是纸张发黄的原理——其实，不是变黄了，而是回到了原始的本色。
书籍泛黄的对策：
减少和空气的接触，减少和水分的接触，和减少和阳光的接触。
和空气的接触一般人没法避免，但可以尽量避免和水分还有阳光接触。如果不常用某些书的话，可以试着把书本放进塑料袋里封好，用的时候再拿出来。 通常纸张的保管期不宜超过一年以上，即使保管纸张的条件再好，纸张储存过久，也会变色、变质。如纸张存放时间在两年以后，铜板纸就会发黄、脱粉；新闻纸变黄、变脆；包装纸变色、强度降低；黄板纸和箱板纸会发霉变质等等。
总体说，就是氧化：
1.纤维素被氧化。纸大多数都是木头制成的，木头的主要成分是纤维素，纤维素和氧气接触，在光的催化下，易氧化，变黄。（木头暴露在空气中时间越久，是不是颜色越深？）
2.漂白剂被还原。木头制成纸时，会在纸浆中加入漂白剂。漂白剂也是会被还原的，就会失去漂白效果，而原本纸中的有色物质就会显现出来。
上世纪的纸张主要是纤维素，进入新世纪高得率的化学机械浆因其低成本优势在纸张中的比率越来越高，因此纸张里出现了更多的半纤维素和木素结构。本色的纸浆的颜色主要来源于其化学结构中的共轭结构，这些双键或者苯环结构能够吸收可见光波段的光波，因此会产生视觉效果里的颜色。纸张的漂白主流就是用氧化剂破坏这些共轭结构。但是物质总是趋向于以能量最低的形式存在。共轭结构的能量更低，因此在长时间暴露于空气特别是有热量和光照射的情况下，那些被破坏的共轭结构又重新回来了。因此变黄，在造纸界这种现象叫光反黄，热反黄。
