התגובה המתקבלת בעין הצופה תלויה בספקטרום האור הנקלט וגם ברגישות העין לאורכי גל שונים של האור. על כן, למשל, יהיה צבעו של עצם שונה אם מסתכלים עליו תחת תאורות שונות, וכמו כן הוא יכול להתפס כשונה בעיני אנשים או בעלי חיים שונים. בדרך כלל כשמתייחסים לצבע של עצמים מתכוונים לצבע בתאורה "לבנה" (ולא, למשל, אור ירוק - שבו כל העצמים ייראו בגוונים ירקרקים) כשרואה אותם צופה בעל ראיית צבע נורמטיבית. מאחר שזוהי הגדרה רופפת למדי, ניתן במקרים רבים לשטות במוח (על ידיאשליה אופטית מסוימת) וליצור תחושת צבע מטעה. את התלות במקור האור או ברגישות הצופה ניתן לסלק רק על ידי שימוש במכשור מדויק (ספקטרופוטומטר למשל) שלא מסתפק בתחושת הצבע הסובייקטיבית אלא מודד את עקומת ההחזרה עצמה.

הקנים הם תאים פחוסים שרגישותם לאור ולשינויים בעוצמת האור היא גבוהה, אך הם אינם רגישים לצבעו של האור. המדוכים הם תאים ארוכים הרגישים לצבע הנקלט אבל רגישותם לאור היא נמוכה והם זקוקים לתאורה רבה יותר כדי ליצור תמונה. אצל מרבית האורגניזמים בעלי הראייה, המדוכים מחלקים גם הם לקבוצות, על פי רגישותם לאורכי גל של אור שונים חלוקה זו מקנה את היכולת להבדיל בין צבעים שונים. רגישות המדוכים לאור מתוארת בעקומה הפוטופית ורגישות הקנים לאור מתוארת בעקומה הסקוטופית. ככל שעוצמת התאורה יורדת, משתמש המוח בעיקר במידע שמגיע מקנים ולא ממדוכים, ויכולת ראיית הצבע יורדת. בחשיכה הראייה היא למעשה בשחור-לבן - כמעט שאין יכולת להפריד צבע.

קיימים מספר סוגי מדוכים, מספר זה תלוי במין בעל החיים, כל אחד בעל עקומת רגישות ספקטרלית שונה. תחושת הצבע הנוצרת במוח מושפעת מעוצמתם של שלושת האותות השונים. לחלק מהעטלפים^[1] ולטורפים ימיים יש סוג מדוכים בודד והם עיוורי צבעים לחלוטין. למרבית היונקים יש שני סוגי מדוכים והם מבדילים בין פחות צבעים מכפי שמבדילים בני האדם ומרבית הפרימטים שלהם יש שלושה סוגי מדוכים. ישנם חולייתנים כמו מרבית העופות, שיש להם ארבעה סוגי מדוכים^[2] ולמספר מצומצם של מינים יש חמישה. לדג הזברה יש ארבעה סוגי מדוכים, אך בשונה מעופות הסוג הרביעי מאפשר לו לראות אולטרה סגול.

אי תפקוד של אחד מסוגי המדוכים אצל פרט ממין שיש לו מספר סוגי מדוכים היא סיבה קיימת^[3] אך נדירה ביותר לעיוורון צבעים. אדם הסובל ממחלה של המדוכים (שלושת סוגי המדוכים) עלול לסבול מאבחנת צבעים מוגבלת, מקושי בראיית מרכז התמונה או מקושי בראייה בתאורה חזקה. המדוכים מעבירים את המידע אל תאי עצב המצויים ברשתית ותאים אלה מעבדים אותו למידע בשתי סקאלות צבע: סקאלה אדומה-ירוקה וסקאלה כחולה-צהובה. סוג עיוורון הצבעים הנפוץ ביותר, דלטוניזם ירוק-אדום, כמו גם דלטוניזם כחול-צהוב, נובע מפגם בחלבונים של תאים אלה.

עצב הראיה מעביר את המידע הראיתי מהרשתית אל רקמות שונות אונה העורפית של המוח. אזורים שונים באונה זו מנתחים מידע שונה הקשור לראייה. הצבע מפוענח על ידי קטע רקמה ספציפי באונה זו. אנשים שקטע רקמה זה נפגע אצלם מאבדים את ראיית הצבע ומדווחים גם על תחושה של "תמונה מלוכלכת".