La théorie trichromatique de Young-Helmholtz propose que la rétine contienne trois types de récepteurs de couleur, chacun étant plus sensible à une gamme de longueurs d'onde différente, correspondant approximativement au rouge, au vert et au bleu. Toutes les couleurs perçues résultent de l'activité combinée de ces trois types de récepteurs.

Thomas Young a suggéré cette idée au début du XIXe siècle ; Hermann von Helmholtz l'a ensuite développée. La physiologie moderne a confirmé l'existence de trois types de cônes photosensibles, dont la sensibilité maximale se situe dans les régions des courtes, moyennes et longues longueurs d'onde. Le cerveau compare l'activation relative de ces trois types de cônes pour construire la gamme complète des couleurs. Le daltonisme résulte généralement de l'absence ou du dysfonctionnement d'un type de cône, ce qui altère les comparaisons nécessaires à une vision normale des couleurs.

Cette théorie explique la correspondance de toute couleur spectrale avec un mélange de trois couleurs primaires et les principes fondamentaux du mélange des couleurs. Elle opère au niveau du récepteur ; les étapes ultérieures du système visuel réorganisent les signaux des cônes en canaux antagonistes, conformément à la théorie des processus antagonistes. L’ensemble de ces deux théories offre une vision cohérente de la vision des couleurs, de la rétine au cortex.

Trois types de cônes, différemment sensibles à la longueur d'onde, suffisent à déclencher la perception d'un monde de couleurs complet.