Frisches Kupfer glänzt rötlich-orange. An der Luft reagiert die Oberfläche jedoch langsam mit Sauerstoff und Feuchtigkeit – ein Prozess, der Jahre bis Jahrzehnte dauern kann.
Je nach Umgebung entstehen dabei unterschiedliche grüne Kupferverbindungen: In Städten und Industrienähe bildet sich wegen Schwefeldioxid in der Luft oft überwiegend basisches Kupfersulfat, an der Küste eher Kupferchlorid. In Lehrbüchern wird die Patina häufig vereinfachend als Kupfercarbonat bezeichnet, auch wenn das in der Praxis oft nur einen Teil der Mischung ausmacht.
Allen diesen Verbindungen ist gemeinsam, dass sie eine deutlich dichtere Schicht bilden als der Rost bei Eisen. Weil die Patina so dicht ist, schützt sie das darunterliegende Kupfer vor weiterer Reaktion – die Schicht wächst also nur noch sehr langsam weiter. Genau deshalb setzt man Kupfer bewusst für Dächer und Statuen ein: Es baut sich selbst einen dauerhaften, grünen Schutzschild.