顏色恆常性是指即使照明光的波長組成發生變化，人們仍然傾向於將熟悉物體的顏色感知為相對穩定的。例如，在商店的綠色螢光燈下，一件白襯衫看起來仍然是白色的；在日落時分，一個紅蘋果看起來仍然是紅色的。

視覺系統透過比較物體反射的光與周圍表面反射的光來實現這種穩定性。視覺皮層中的演算法會估計光源的顏色並將其忽略，從而近似地恢復物體表面的反射率。這個過程並非完美無缺——極端光照條件會使其失效——但在通常情況下，它非常有效。如果沒有顏色恆常性，物體辨識將會變得脆弱得多，因為同一表面在一天中的不同時間會產生截然不同的視網膜訊號。

透過精心控制的顯示演示，可以根據周圍環境使灰色區域呈現綠色或紅色，從而揭示了這項技術背後的計算本質。顏色恆常性是多種恆常性之一（其他恆常性包括大小、形狀和亮度），這些恆常性使得感知世界在近端刺激不斷變化的情況下保持穩定。

我們眼中的世界是由持久不變的彩色表面構成，而不是不斷變化的波長拼貼而成。顏色恆常性是造成這種現象的主要原因之一。