"Wir können uns nur für das Verhalten einiger unserer Fans gegenüber Youssoufa Moukoko beim heutigen U19-Spiel entschuldigen", sagte der Verein in einem Tweet nach dem lokalen Derby-Spiel unter dem Hashtag "NoToRacism". Beide Vereine haben ihren Sitz im Ruhrgebiet.
Es ist unklar, was die Fans gesagt haben könnten.
"Abgesehen von den Derby-Emotionen verurteilen wir solche Beleidigungen völlig und lehnen sie ab", fügte Schalke hinzu, der sagte, die Abteilung für Fanangelegenheiten werde "die notwendigen Maßnahmen ergreifen."
Das Kontrollkomitee des Deutschen Fußball-Bundes (DFB) sagt, es werde "die möglichen rassistischen Beleidigungen untersuchen" gegen Moukoko. "Der Deutsche Fußballverband toleriert keinerlei Rassismus und widerspricht jeglicher Form", sagte Thomas Bergmann, Mitglied des DFB-Kontrollausschusses.
"Das Kontrollkomitee wird untersuchen, ob es rassistische Beleidigungen gab."
Moukoko gilt als eines der herausragendsten Talente des europäischen Fußballs und erzielte alle drei Tore, als die Dortmunder U19-Spieler Schalke im örtlichen Revierderby mit 3: 2 besiegten.
Es war bereits der dritte Hattrick des Youngsters in dieser Saison, und Moukoko, der in seiner jungen Karriere regelmäßig mehrere Jahre über seiner Altersgruppe gespielt hat, wird voraussichtlich mit seinem 16. Lebensjahr in die erste Mannschaft von Dortmund berufen.
Der in Kamerun geborene Moukoko hat Deutschland mit den U-16- und U-20-Jährigen auf internationaler Ebene vertreten und ist in St. Pauli durch die Jugend gekommen, bevor er 2016 an die Dortmunder Akademie wechselte.
Weder Schalke noch Borussia Dortmund standen sofort für Kommentare zum Vorfall am Sonntag zur Verfügung, als sie von CNN Sport kontaktiert wurden.