تعتمد رؤية الألوان على الضوء. تركز كل عين على نوع الضوء، مكونةً صورة للجسم على شبكية العين. تمتص الشبكية الضوء، وينتقل الإشارة إلى الدماغ عبر الأعصاب. يوصف الضوء بطول موجته وشدته. عندما يقع طول موجة الضوء ضمن الطيف المرئي (تقريبًا من 380 نانومتر إلى 740 نانومتر)، يُعرف هذا الطيف بالطيف المرئي. تُصدر معظم مصادر الضوء أطوال موجية متنوعة، وطيف المنبع يُعرف بتوزيع شدته عند كل طول موجي. يُحدد طيف الضوء الذي يصل إلى العين الإحساس اللوني، مع وجود ظواهر اندماج طيفي تؤثر على ذلك. يُعرّف اللون بأنه مدى من الطيف يُزيد من الإحساس اللوني نفسه، وقد يختلف هذا المدى بين الأجسام والمراقبين. تُعرف أعضاء كل مدى طيفي بمتلاونات اللون المنظور.

تشمل ألوان الطيف، التي تُرى في قوس قزح، جميع الألوان التي يولدها الطيف المرئي أحادي طول الموجة. تُعرف هذه الألوان بألوان طيفية خالصة. يُوضح الجدول الترددات التقريبية وأطوال الموجات لألوان الطيف الخالصة المختلفة، مع العلم أن أطوال الموجات قيست في الفراغ.

يُعدّ الجدول مرجعًا تقريبيًا، لأن الألوان الطيفية تشكل طيفًا مستمرًا، وطريقة تقسيم الطيف إلى ألوان محددة تتأثر بالثقافة والذوق واللغة. تُحدد القائمة عادةً ستة ألوان أساسية: أحمر، برتقالي، أصفر، أخضر، أزرق، بنفسجي. أضاف إسحاق نيوتن اللون النيلي بين الأزرق والبنفسجي، لكنه ليس واضحًا لمعظم الناس، ولا يُعتبر لونًا منفصلًا لمعظم علماء الألوان.

تُؤثر شدة اللون الطيفي على إحساسه. مثلاً، اللون البرتقالي – الأصفر ذو الشدة المنخفضة يبدو بنيًّا، والأصفر – الأخضر ذو الشدة المنخفضة يبدو أخضر زيتوني.

يعتمد لون الجسم على فيزيائية الجسم وخصائص إحساس العين والدماغ. لون الأجسام هو لون الضوء الصادر من سطوحها، والذي يعتمد على طيف الضوء الساقط وخصائص الانعكاس. قد تتأثر النتيجة بزاوية الإضاءة وزاوية المشاهدة. تُصدر بعض الأجسام ضوءًا، فتساهم في اللون. يعتمد إحساس المشاهد للون الجسم على مجموعة من المهارات المكتسبة، مما يؤدي إلى ثباتية اللون.

• ينعكس الضوء على الأسطح إما بطريقة مرآوية أو منتشرة، أو يمتص، أو يحدث مزيج من هذه الظواهر.
• يُحدد لون الأجسام المعتمة التي لا تعكس الضوء بطريقة مرآوية (ذات السطوح الخشنة) بتشتت مختلف لأطوال موجات الضوء وامتصاص الضوء غير المتشتت. إذا شتتت جميع الأطوال الموجية، تظهر الجسم بيضاء. وإذا امتصت جميع الأطوال الموجية، تظهر سوداء.
• تظهر الأجسام التي تعكس الضوء بأطوال موجية مختلفة بطريقة مرآوية وبفعالية مختلفة مثل المرايا الملونة.
• تُمرر الأجسام الضوء إما بشكل شفاف أو شبه شفاف. إذا امتصت الأجسام (أو عكست) الضوء عند أطوال موجية مختلفة، تظهر مصبوغة بلون يتحدد بخصائص الامتصاص.
• تُصدر بعض الأجسام ضوءًا ذاتيًا، مثل الأجسام المتوهجة نتيجة التفاعلات الكيميائية (التألق الكيميائي)، أو لأسباب أخرى.

يُعد لون الأجسام نتيجة معقدة لخصائص السطح والنفاذية والإصدار. جميع هذه العوامل تؤثر على مزيج الأطوال الموجية في الضوء المغادر لسطح الجسم. يتكيف الإحساس اللوني مع طبيعة الإضاءة المحيطة وخصائص ألوان الأجسام القريبة (ثباتية اللون).