Эволюционно способность к восприятию Ц. развилась для целей идентификации предметов вместе со способностями к восприятию других их свойств (размеров, твёрдости, теплоты и др.) и перемещений в пространстве, помогая обнаруживать и опознавать в жизненно важных ситуациях отдельные предметы по их окраске при всевозможных изменениях освещения и состояния окружающей их среды. Эта необходимость распознавания объектов явилась главной причиной того, что их Ц. определяются в основном их окраской, и при привычных для человека условиях наблюдения за счёт вносимой наблюдателем бессознательно поправки на освещение лишь в малой степени зависят от освещения. Например, зелёная листва деревьев признаётся зелёной даже при красноватом освещении на закате солнца. Оговорка о привычных (в широком смысле) условиях наблюдения весьма существенна — если сделать их резко необычными, суждения человека о Ц. предметов (следовательно, и его цветовые ощущения) становятся неуверенными или ошибочными. (Так, описания и попытки воспроизведения Ц. т. н. космических зорь, сделанные разными космонавтами, сильно отличались одно от другого и от Ц. этих «зорь», зафиксированных объективными методами цветной фотографии . ) Вырабатывающееся и закрепляющееся в человеческом сознании устойчивое представление об определённом Ц. как неотъемлемом признаке привычных объектов наблюдения называется «эффектом принадлежности Ц.», или «явлением константности Ц.». Эта психологическая особенность зрительного восприятия наиболее сильно проявляется при рассматривании несамосветящихся предметов и обусловлена тем, что в повседневной жизни мы одновременно рассматриваем совокупности предметов, подсознательно сравнивая их Ц., либо сравниваем цветовые ощущения от разноокрашенных или разноосвещённых участков этих предметов. Эффект принадлежности Ц. несамосветящихся объектов настолько значителен, что даже в неблагоприятных условиях рассматривания Ц. предмета осознаётся в результате опознания предмета по др. признакам. Наименования многих Ц. произошли от название объектов, окраска которых очень сильно выражена: малиновый, розовый, изумрудный. Нередко даже Ц. источника света описывают Ц. какого-либо характерного несветящегося объекта: кроваво-красный диск Солнца. Эффект принадлежности Ц. не столь силён для источников света, поскольку в обычных (не связанных с их производством) условиях их редко сопоставляют с др. источниками, и зрительный анализатор в значительной степени адаптируется к условиям освещения. Примером может служить неопределённость понятия «белый свет», в отличие от полной определённости понятия «белый Ц. поверхности несамосветящегося предмета» (Ц. поверхности, на всех участках которой во всём видимом диапазоне минимально и одинаково по относительной интенсивности поглощение света ).

  Восприятие Ц. может частично меняться в зависимости от психофизиологического состояния наблюдателя, например усиливаться в опасных ситуациях, уменьшаться при усталости и т.д. Несмотря на адаптацию глаза к условиям освещения, оно может довольно заметно отличаться от обычного при изменении интенсивности излучения (того же относительного спектрального состава) — явление, открытое немецкими учёными В. Бецольдом и Э. Брюкке в 1870-х гг. Оно наглядно демонстрируется в т. н. бинокулярной колориметрии, основанной на независимой адаптации одного глаза от другого. Всё это указывает на ведущую роль мозговых центров, ответственных за восприятие Ц., и степени их «тренированности» (при неизменном фотохимическом аппарате цветового зрения ).

  Ц. излучений, длины волн которых располагаются в определённых интервалах из диапазона видимого света вокруг длины волны какого-либо монохроматического излучения, называются спектральными Ц. Излучения с длинами волн от 380 до 470 нм имеют фиолетовый и синий Ц., от 480 до 500 нм — сине-зелёный, от 510 до 560 нм — зелёный, от 570 до 590 нм — жёлто-оранжевый, от 600 до 760 нм — красный (в более мелких участках этих интервалов Ц. излучений соответствуют различным оттенкам указанных Ц., большее количество которых легко различается тренированным наблюдателем).

  Развитие способности к ощущению Ц. эволюционно обеспечивалось формированием специальной системы цветового зрения, состоящей из трёх типов цветочувствительных фоторецепторов в центральном участке сетчатки глаза (т. н. колбочек) с максимумами спектральной чувствительности в трех разных спектральных участках: красном, зелёном и синем, а также четвёртого типа рецепторов (палочек), не обладающих преимущественной чувствительностью к какому-либо одному спектральному Ц., расположенных по периферии сетчатки и играющих главную роль в создании ахроматических (см. ниже) зрительных образов. Часто недооцениваемое значение палочек в механизме распознавания Ц. становится тем выше, чем ниже освещённость наблюдаемых предметов. Воздействие различных по спектральному составу и интенсивности потоков лучистой энергии на эти четыре типа рецепторов сетчатки и является физико-химической основой различных восприятий Ц. Комбинации разных по интенсивности раздражений фоторецепторов, перерабатываемые и в периферийных проводящих нервных путях, и в мозговых зрительных центрах, дают всё многообразие цветовых ощущений. Суммарная спектральная чувствительность глаза, обусловленная действием фоторецепторов всех типов, максимальна в «зелёной» области (длина волны около 555 нм ), а при понижении освещённости смещается в «сине-зелёную» область. Предполагавшаяся ранее сводимость всех цветовых ощущений к сочетаниям различных раздражений только трёх типов цветочувствительных элементов послужила основой для разработки способов количественного выражения Ц. в виде набора трёх чисел. Подобный подход имеет рациональную основу (см. ниже), однако при разработке таких способов не могли быть учтены влияние вариаций освещённости и интенсивности излучения, роль (весьма значительная) зрительных мозговых центров и общего психофизиологического состояния наблюдателя.

  При уточнённом качественном описании Ц. используют три его субъективных атрибута: цветовой тон (ЦТ), насыщенность и светлоту. Разделение признака Ц. на эти взаимосвязанные компоненты есть результат мысленного процесса, существенно зависящего от навыка и обучения. Наиболее важный атрибут Ц. — ЦТ («оттенок цвета») — ассоциируется в человеческом сознании с обусловленностью окраски предмета определённым типом пигмента, краски, красителя. Например, зелёный тон присваивают предметам с окраской, близкой к окраске естественной зелени, содержащей хлорофилл . Насыщенность характеризует степень, уровень, силу выражения ЦТ. Этот атрибут в человеческом сознании связан с количеством (концентрацией) пигмента, краски, красителя. Серые тона называются ахроматическими (бесцветными) и считают, что они не имеют насыщенности и различаются лишь по светлоте. Светлоту сознание обычно связывает с количеством чёрного или белого пигмента, реже — с освещённостью. Светлоту разноокрашенных объектов оценивают, сопоставляя их с ахроматичными объектами. Ахроматичность несамосветящихся объектов обусловлена более или менее равномерным, одинаковым отражением ими излучений всех длин волн в пределах видимого спектра. Ц. ахроматичных поверхностей, отражающих максимум света, называется «белым». Несмотря на то, что по такому определению «белыми» могут оказаться предметы, которые при непосредственном сравнении дают разные цветовые ощущения, среди ахроматических Ц. несамосветящихся объектов белый Ц. занимает исключительное положение. Поверхности с белой окраской часто служат своеобразными «эталонами»: они всегда сразу узнаются и именно сопоставление с ними, наряду с адаптацией глаза, позволяет бессознательно вводить поправку на освещение. Даже если наблюдаются только белые предметы, по ним опознаётся Ц. самого освещения. При «узнавании» Ц. объектов в отсутствии «эталонных» белых поверхностей решающую роль играют т. н. цветотеневые соотношения, которые даёт сопоставление объектов, различающихся по светлоте и ЦТ, и ахроматических объектов.