科学家们提出种种色觉理论来解释色觉（包括色盲）现象，其中较为著名的有杨—赫尔姆霍茨的三色说以及海林的四色说。现代神经生理学和心理学的研究发现支持了这两种对立的理论，并使之相互补充、逐步统一。现在普遍认为：色觉机制在视网膜感受器水平上是三色的，视网膜黄斑部分确实存在着三种感色的视锥细胞，分别对红、绿、蓝光敏感。

如果一种或两种视锥细胞缺少视色素或失去作用，便患部分色盲；如果三种视锥细胞的视色素都缺少或推动作用，便患全色盲；如果三种视锥细胞比例失调，便患色弱。色觉机制在视网膜感受器以上的视觉传导通路上又是四色的，视网膜神经节和外侧膝状核外（短尾猴）中存在着一些对色彩信息进行编码的颉颃细胞，这种细胞对某种颜色（如红色）的光波刺激产生兴奋性反应，而对另一种色光（如绿色）的刺激去产生抑制性反应。

经编码的视觉信息在向大脑皮层的视觉中枢的传导道路中变成了亮度信号、绿信号和黄—蓝信号。最后在大脑皮层的视觉中枢才产生各种颜色感觉。颜色视觉过程的这种设想被称为颜色的阶段说。因此，色盲被认为是视锥细胞及视觉通路上具有某种缺陷而造成的。