ヤング＝ヘルムホルツの三色説によれば、網膜には3種類の色覚受容体が存在し、それぞれが異なる波長範囲（おおよそ赤、緑、青に相当）に最も敏感である。知覚されるすべての色は、これら3種類の受容体の複合的な活動によって生じる。

トーマス・ヤングが19世紀初頭にこの考えを提唱し、ヘルマン・フォン・ヘルムホルツがそれをさらに発展させた。現代の生理学は、短波長、中波長、長波長領域にそれぞれ感度のピークを持つ3種類の錐体視物質の存在を確認している。脳はこれら3種類の錐体の相対的な活性化を比較することで、あらゆる色彩を認識する。色覚異常は通常、いずれかの錐体視物質の欠損または機能不全によって生じ、正常な色覚を生み出すための比較が変化する。

この理論は、3つの原色を混合することで任意のスペクトル色を再現できること、そして色の混合に関する基本的な事実を説明する。この理論は受容体レベルで機能し、視覚系の後期段階では、拮抗過程理論で説明されているように、錐体細胞の信号が拮抗チャネルに再編成される。これら2つの説明を合わせることで、網膜から皮質に至るまでの色覚の全体像が首尾一貫して理解できる。

波長に対する感度が異なる3種類の錐体細胞があれば、色彩豊かな世界を認識するのに十分である。