Die Young-Helmholtz-Trichromatentheorie besagt, dass die Netzhaut drei Arten von Farbrezeptoren enthält, von denen jede für einen anderen Wellenlängenbereich – grob gesagt Rot, Grün und Blau – am empfindlichsten ist. Alle wahrgenommenen Farben entstehen durch das Zusammenwirken dieser drei Rezeptortypen.

Thomas Young schlug diese Idee Anfang des 19. Jahrhunderts vor; Hermann von Helmholtz entwickelte sie weiter. Die moderne Physiologie bestätigte die Existenz von drei Zapfen-Photopigmenten mit maximaler Empfindlichkeit im kurz-, mittel- und langwelligen Bereich. Das Gehirn vergleicht die relative Aktivierung der drei Zapfentypen, um das gesamte Farbspektrum zu erzeugen. Farbenblindheit entsteht typischerweise durch das Fehlen oder die Fehlfunktion eines Zapfentyps, wodurch die Vergleiche, die für normales Farbsehen verantwortlich sind, verändert werden.

Die Theorie erklärt, wie jede Spektralfarbe durch eine Mischung aus drei Primärfarben erzeugt werden kann und welche grundlegenden Prinzipien der Farbmischung gelten. Sie wirkt auf der Ebene der Rezeptoren; spätere Stufen des visuellen Systems ordnen die Zapfensignale gemäß der Gegenfarbentheorie in Komplementärfarbenkanäle um. Zusammen ergeben beide Ansätze ein schlüssiges Bild des Farbsehens von der Netzhaut bis zum Cortex.

Drei Arten von Zapfen, die unterschiedlich auf Wellenlängen abgestimmt sind, genügen, um die Wahrnehmung einer ganzen Welt von Farben zu ermöglichen.