Трихроматическая теория Юнга-Гельмгольца предполагает, что сетчатка содержит три типа цветовых рецепторов, каждый из которых наиболее чувствителен к различному диапазону длин волн — примерно соответствующему красному, зеленому и синему цветам. Все воспринимаемые цвета возникают в результате комбинированной активности этих трех типов рецепторов.

Томас Янг выдвинул эту идею в начале XIX века; Герман фон Гельмгольц развил её дальше. Современная физиология подтвердила существование трёх типов колбочковых фотопигментов с пиковой чувствительностью в коротковолновой, средневолновой и длинноволновой областях спектра. Мозг сравнивает относительную активацию трёх типов колбочек для построения полного спектра оттенков. Дальтонизм обычно возникает из-за отсутствия или нарушения работы одного из типов колбочек, что изменяет сравнения, обеспечивающие нормальное цветовое зрение.

Теория объясняет соответствие любого спектрального цвета смеси трех основных цветов, а также основные факты смешения цветов. Она действует на уровне рецепторов; на более поздних стадиях зрительной системы сигналы от колбочек реорганизуются в противоположные каналы, как описано в теории противоположных процессов. Вместе эти две теории дают целостную картину цветового зрения от сетчатки до коры головного мозга.

Для восприятия целого мира цветов достаточно трех типов колбочек, по-разному настроенных на длину волны.