Zielone ziemniaki to zwykłe ziemniaki, które zostały wystawione na działanie promieni słonecznych i w rezultacie przeszły proces chemiczny, który służy ich ochronie przed zwierzętami. Pigmenty chlorofilowe powstają pod wpływem światła i związanej z nim energii. Wytwarzane są również toksyny znane jako solanina i chakonina, które odstraszają zwierzęta, ponieważ ziemniak ma gorzki smak. Są to również niebezpieczne toksyny, które wpływają na strukturę komórki i produkcję acetylocholinesterazy będącej przekaźnikiem nerwowym. Rezultatem są często halucynacje i konwulsje, jeśli alkaloidy są spożywane w wystarczająco dużych ilościach.
To, jak trujące zielone ziemniaki są bezpośrednio skorelowane z tym, jak toksyczne stały się, ponieważ zmiana koloru i gromadzenie się alkaloidów następuje w tym samym tempie. Około 15% zbiorów ziemniaków w USA jest odrzucanych, ponieważ ziemniaki stają się zielone. Badanie przeprowadzone w 2005 roku przez naukowców z Washington State University wykazało, że tempo zielonego ziemniaków było szybsze niż gromadzenie się trucizny. Skórka ziemniaków White Rose, Yukon Gold, Dark Red Norland i Russet Norkotah miała najwyższą zawartość związków toksycznych, ale poziomy nie były wystarczająco wysokie w miąższu, aby były niebezpieczne.
Każdy rodzaj ziemniaka zmieniał kolor na zielony po ekspozycji na światło, nawet jeśli odbywało się to w różnym tempie. Opracowano również skalę ocen do obliczania stopnia zmiany w okresie sześciu dni. Wniosek był taki, że zielone ziemniaki nie zawsze muszą być wyrzucane, ale nadal ważne jest, aby odciąć zielone części, jeśli to możliwe. Niższe poziomy solaniny i innych alkaloidów ziemniaczanych nie są od razu niebezpieczne, ale mogą wystąpić skutki toksyczne. Te alkaloidy również pozostają w organizmie przez ponad dzień, więc regularne spożywanie zielonych ziemniaków może powodować stopniowe gromadzenie się toksyn.
Spożywanie okazjonalnych zielonych ziemniaków nie jest niebezpieczne. Kiedy ziemniaki są zbierane, są one wykopywane w ziemi, aby nie zazieleniały. Deszcz może zniszczyć powierzchnię gleby i odsłonić ziemniaki, więc plony ziemniaków mogą być zagrożone po wielkiej burzy. Światło słoneczne nie jest jedyną rzeczą, która może spowodować tę zmianę, podobnie jak światła fluorescencyjne w supermarkecie, więc na rynku można znaleźć zielone ziemniaki, które niekoniecznie dotarły w ten sposób. Dobrym pomysłem jest również przechowywanie ziemniaków z dala od źródeł światła, nawet po przyniesieniu do domu.