人眼能在400～750納米的光波（可見光譜）范圍內分辨出150多種不同色光。解釋此現象的學說很多，提出最早，并得到最多事實支持的為三原色學說。此學說最初由楊格（Young，1801）提出，后經赫姆霍爾茲（Helmholtz，1852）修改。此學說假定在視網膜上有三種視錐細胞，分別含有三種不同的感光色素，各自對紅、綠和藍三原色光波敏感。當它們同等地受到刺激時，來自各方面的神經沖動在視皮層的綜合下，即形成白色感覺；其中任一種單獨受到刺激時，即得相應的色覺；三種物質受到不同比例的合并刺激時，可形成各種色覺。三原色學說得到一些實驗證據的有力支持，如視錐細胞吸收光譜的特性的研究；又如實驗中用不同波長的可見光照射視網膜的同時，記錄神經節細胞的放電，發現視網膜存在兩類神經元；一類對可見光作廣譜的應答，另一類對某一較小光譜范圍的光起反應。前者稱優勢神經元（dominator），后者稱調變神經元（modulator）。調變神經元又可分為三種：其光譜敏感度曲線的最高點發生在紅黃（580～600納米）、綠（520～540納米）和藍（450～470納米）三個波段，與三原色大致符合。其作用基礎為一個節細胞與一個視錐細胞的單線聯系。我國神經生理學家張香桐根據單色光照射與視神經電反應的研究，認為紅、綠、藍三原色光引起的沖動是分別由粗、中、細（直徑為9微米、4微米和1微米）三類視神經纖維傳導的。上述事實均是對三原色學說的有力支持。