Questo processo ci appare scontato e immutabile sino al giorno in cui non ci capita di incontrare una persona cieca al colore per un difetto genetico.

La luce bianca emessa dal Sole è formata da più componenti colorate. L'esperienza ci dice infatti che quando la luce bianca attraversa le goccioline d'acqua presenti nell'atmosfera dopo un temporale, emergono differenti sfumature colorate (arcobaleno). La percezione di queste componenti della luce da parte di strutture specializzate presenti nei nostri occhi è il fenomeno che sta alla base della percezione dei colori.

A livello della retina, in corrispondenza del fondo dei nostri occhi, esistono delle cellule neuronali, organizzate in maniera da rispondere adeguatamente allo stimolo luminoso. Queste cellule sono chiamate fotorecettori e sono caratterizzate dalla presenza di un foto-pigmento, in pratica una grande proteina chiamata opsina legata a un cromoforo (una forma di vitamina A) in grado di cambiare conformazione in seguito all'assorbimento di un fotone di luce.

Il cambiamento conformazionale scatena, in una sorta di effetto domino, una serie di eventi a cascata che portano alla generazione di un segnale elettrico che sarà poi trasmesso a livello cerebrale. Alcuni fotorecettori, i coni, sono specializzati a rispondere a determinate componenti. Questo è dovuto alla presenza di una differente sequenza aminoacidica nella opsina che "costringe", in una maniera non del tutto ancora chiarita, il cromoforo a rispondere solo a determinate componenti della luce.

In pratica all'interno del nostro occhio sono distinguibile tre tipi di coni che rispondono a tre bande differenti (non a un singolo colore, si badi bene) corrispondenti a determinate lunghezze d'onda (gradazioni di colore). I coni rossi assorbono meglio le lunghezze d'onda più lunghe, i coni verdi quelle intermedie ed i coni blu quelle più corte. Le tre bande di gradazione di colore si sovrappongono tra loro.

Una ulteriore caratteristica importante dei coni è che essi funzionano bene solo in ambienti ben illuminati. È esperienza comune, infatti, che in condizione di oscurità si cessa di percepire colori per percepire solo intensità differenti di illuminazione. I fotorecettori che sono insensibili al colore e agiscono al buio sono chiamati bastoncelli. Molti animali non posseggono una visione a colori. L'evoluzione ha portato alla comparsa della visione notturna nei soli animali diurni e in particolare negli uccelli che, in alcuni casi, hanno anche quattro sistemi di coni e riescono a percepire lunghezze d'onda (componenti) invisibili a noi, quali l'infrarosso. Tra i primati, l'Uomo e alcune scimmie del vecchio mondo posseggono tre coni. Alcuni animali domestici a noi ben noti, quali i gatti e i cani, posseggono solo due tipi di coni e quindi percepiscono i colori in maniera differente, e meno precisa, di quanto noi siamo abituati.

Bisogna ricordare, infine, che la percezione cosciente del colore è un processo che ha inizio nell'occhio ma si esaurisce solo a livello cerebrale.