人眼能感知色彩，得益于视网膜上三种视锥细胞（S、M、L型）对不同波长光的敏感性差异。它们分别对短波（蓝）、中波（绿）、长波（红）光最敏感。所有颜色感知，都是这三种信号以不同比例组合叠加，由大脑合成产生的。这就是三原色原理（trichromacy）的生理基础。然而，色彩感知远非简单的光波长映射。1. 色彩恒常性：在白炽灯、日光灯下，白纸看起来都是白色，尽管其反射光光谱已大不相同，这是大脑对光源的“自动白平衡”。2. 拮抗加工：在神经层面，色彩信息被编码为红-绿、黄-蓝、黑-白三组拮抗信号，这解释了为何没有“红绿色”或“黄蓝色”这种混合色。3. 色盲与色弱：多数因编码视锥细胞感光色素的基因缺陷导致，常见为红绿色盲（M或L型视锥细胞功能异常）。有趣的是，部分女性因拥有四种功能正常的视锥细胞色素基因，可能是“四色视者”，能分辨更丰富的色彩层次。
