L'œil humain est capable de voir les images et les couleurs grâce aux cellules photoréceptrices spécialisées de la rétine appelées bâtonnets et cônes. Les membranes de ces récepteurs contiennent des pigments qui subissent des modifications chimiques lorsqu'elles absorbent la lumière. Les changements chimiques déclenchent des signaux électriques qui voyagent jusqu'au cerveau, où ils sont interprétés comme des couleurs et des images visuelles.
Les photorécepteurs à tige fonctionnent dans une faible illumination et peuvent générer une réponse électrique à partir d'un seul photon détecté. Les photorécepteurs coniques sont mieux adaptés à la lumière vive, mais sont moins réceptifs que les bâtonnets. Les cônes ne saturent jamais, quelle que soit l'intensité de la lumière ambiante. Il existe également différentes classes de cônes, chacune avec une plage de sensibilité distincte aux différentes longueurs d'onde de la lumière qui sont finalement interprétées par le cerveau comme des couleurs.
Les trois gammes de longueurs d'onde auxquelles les cellules coniques sont sensibles représentent ce que les humains et de nombreux animaux vertébrés interprètent comme les couleurs rouge, vert et bleu. Les nombreuses variétés de couleurs perçues par le cerveau sont basées sur les intensités relatives et les proportions de ces longueurs d'onde qui sont reçues par le cerveau. Les cellules ganglionnaires rétiniennes transmettent les signaux électriques provenant de la rétine et aident également à trier les différents signaux de couleur rouge, vert et bleu produits par les photorécepteurs avant qu'ils n'atteignent le cerveau.
