Многие закономерности восприятия цвета объясняются трехкомпонентной теорией цветового зрения. Согласно этой теории, в нашем зрительном органе существует три цветоощущающих аппарата: красный, зеленый и синий. Каждый из них под действием света возбуждается в большей или меньшей степени, в зависимости от длины волны излучения. Затем возбуждения суммируются аналогично тому, как это происходит при слагательном смешении цветов. Сумма возбуждений представляется нам ощущением того или иного цвета. Авторы этой теории - М. В. Ломоносов, Т. Юнг и Г. Гельмгольц.Трехкомпонентная теория хорошо объясняет важнейшие закономерности цветового зрения - адаптацию, индукцию, цветовую слепоту, спектральную чувствительность глаза, зависимость цвета от яркости и др. Однако, следует заметить, что в наше время известны факты, свидетельствующие о более сложной картине функционирования органа зрения.
В трехкомпонентной теории цветового зрения предполагается, что сетчатка глаза имеет колбочковые элементы трех разновидностей с различным цветочувствительным веществом. Цветочувствительное вещество колбочковых элементов всех трех видов реагирует на возбуждения различных длин волн, но максимум их чувствительности в зависимости от типа вещества проявляется только к монохроматическому излучению с определенной длиной волны. Если на сетчатку попадает монохроматическое излучение красного цвета, то максимально возбуждаются те колбочковые элементы, которые содержат соответствующее цветочувствительное вещество. Белое излучение вызывает сильное одинаковое возбуждение всех трех цветочувствительныхколбочковых элементов сетчатки. Если возбуждения одинаковые, но слабые, то создается впечатление серого цвета. При возбуждении цветочувствительных элементов всех трех видов, но с различной интенсивностью получается впечатление цвета наиболее интенсивного излучения с разбавлением белым, т.е. наблюдается ненасыщенный цвет.