La théorie des processus antagonistes propose que la vision des couleurs repose sur des paires de processus opposés : rouge-vert, bleu-jaune et noir-blanc. La stimulation d’un membre d’une paire inhibe l’autre.

Ewald Hering a initialement proposé cette idée pour expliquer des phénomènes que la théorie trichromatique peinait à rendre compte, comme les images rémanentes complémentaires et le fait que certaines combinaisons de couleurs (rouge-vert, jaune-bleu) ne sont jamais perçues. La physiologie moderne a identifié, dans le système visuel, des cellules antagonistes dont l'activité augmente pour une couleur et diminue pour sa couleur complémentaire. Cette théorie intervient après le stade initial à trois cônes, en réorganisant les signaux des cônes en canaux antagonistes.

Les images rémanentes en sont une preuve quotidienne. Fixer une surface rouge puis un fond neutre produit une image rémanente verte, ce qui correspond à un effet de rebond dans la paire de couleurs opposées. Le même raisonnement s'applique aux autres paires. La théorie des processus antagonistes et la théorie trichromatique sont désormais considérées comme des descriptions complémentaires des étapes successives du traitement des couleurs.

Lorsque l'activité d'une couleur supprime celle de son opposée, c'est la théorie des processus antagonistes qui décrit le mécanisme.