Thuyết màu tam sắc Young-Helmholtz đề xuất rằng võng mạc chứa ba loại thụ thể màu, mỗi loại nhạy cảm nhất với một dải bước sóng khác nhau—tương ứng với màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương. Tất cả các màu sắc được cảm nhận đều phát sinh từ hoạt động kết hợp của ba loại thụ thể này.

Thomas Young đã đề xuất ý tưởng này vào đầu thế kỷ XIX; Hermann von Helmholtz đã phát triển nó thêm. Sinh lý học hiện đại đã xác nhận sự tồn tại của ba loại sắc tố hình nón với độ nhạy cao nhất ở vùng bước sóng ngắn, trung bình và dài. Não bộ so sánh sự kích hoạt tương đối của ba loại tế bào hình nón để tạo ra toàn bộ dải màu sắc. Chứng mù màu thường là do sự thiếu hụt hoặc rối loạn chức năng của một loại tế bào hình nón, làm thay đổi các phép so sánh tạo ra thị giác màu bình thường.

Lý thuyết này giải thích sự phù hợp của bất kỳ màu quang phổ nào bằng cách pha trộn ba màu cơ bản và các sự kiện cơ bản về sự pha trộn màu sắc. Nó hoạt động ở cấp độ thụ thể; các giai đoạn sau của hệ thống thị giác tổ chức lại các tín hiệu hình nón thành các kênh đối lập, như được mô tả bởi lý thuyết xử lý đối lập. Hai cách giải thích này cùng nhau cung cấp một bức tranh mạch lạc về thị giác màu sắc từ võng mạc đến vỏ não.

Ba loại tế bào hình nón, được điều chỉnh khác nhau để nhạy cảm với bước sóng, đủ để khởi tạo cảm nhận về một thế giới màu sắc trọn vẹn.