互补色（Complementary Colour）在光学中与美术中分别有定义，定义略有差异，导致互补色关系也略有差异。光学定义互补色为等量相加后产生白光的两种色光，美术定义为色相环中相对的两种颜色。

在光学中，如果两种不同的色光等量相加后形成白光，即两种色光（单色光或复色光）以适当的比例混合而能产生白色感觉时，则称这两种色光为互补色光，这两种颜色为互补色。例如，656nm的红色光和492nm的青色光为互为补色光。

红色与青色（水蓝色）互补，蓝色与橙黄色互补，黄绿色与蓝紫色互补，青绿色与品红色互补。互补色光之间，能够形成相互阻挡的效果。补色相减（如颜料配色时，将两种补色颜料涂在白纸的同一点上）时，就成为黑色。

以下为三基色与三间色的互补关系：

美术“补色”指的是色相环中相对的两种颜色，尤指基于近代红黄蓝（RYB）色相环的补色。在此色相环中，红色与绿色互补，蓝色与橙色互补，黄色与紫色互补，与现代光学互补色有差异。

补色相互调和会使色彩纯度降低，变成灰色。不过在一种颜色占的面积远大于另一种颜色的面积的时候，就可以增强画面的对比，使画面显眼。

能把白光完全反射的物体叫白体，能完全吸收照射光的物体叫黑体。

非发光物体的颜色（如颜料），主要取决于它对外来光线的吸收和反射，所以该物的颜色与照射光有关。一般把物体在白昼光照射下所呈现的颜色称为该物体的颜色。如果将白昼光照射在黄蓝两种颜色混合后的表面时．因黄颜料能吸收白光中的蓝色光，而蓝色光能吸收其中的黄色光，结果使混合颜料显示绿色。这与色光的加色混合不同。

色盲分为全色盲和部分色盲。全色盲属于完全性视锥细胞功能障碍，是色觉障碍中最严重的一种；红色盲又称第一色盲，患者不能分辨红色与深绿色、蓝色与紫红色以及紫色；绿色盲又称第二色盲，患者不能分辨淡绿色与深红色、紫色与青蓝色、紫红色与灰色（临床上把红色盲与绿色盲统称为红绿色盲）；蓝黄色盲又称第三色盲。患者蓝黄色混淆不清，对红、绿色可辨，较少见。

色弱分为全色弱和部分色弱。全色弱又称红绿蓝黄色弱，其视力无任何异常，在物体颜色深且鲜明时能够分辨；若颜色浅而不饱和时则分辨困难；部分色弱有红色弱（第一色弱）、绿色弱（第二色弱）和蓝黄色弱（第三色弱）等，患者对部分颜色感受力差，照明不良时辨色能力近于色盲，但物质色深、鲜明且照明度佳时辨色能力接近正常。

德国生理学家黑林（Ewald Herring）于19世纪50年代提出颜色的互补处理（opponent process）理论，认为人眼中有三对互补色处理机制，三对互补色是：蓝黄、红绿、黑白，每一对中两种不能同时出现，三对互补机制输出的信号大小比例不同，人眼色觉就不同。按照黑林的意思，红绿是一对互补色，两种色光相加等于白色。而按照一般对“红”、“绿”的用法，红绿两种色光相加等于黄色光，而不是白色光。

黑林提出这种理论是因为受到颜色负后象现象的支持，用黑林的理论可以这样解释负后象现象：当人眼长久注视红色时，“红绿”机制中性点向绿色方向偏移，以至白色变成“绿色”。

其实三色素理论解释负后象现象更加直观：当人眼长久注视红色时，红色敏感细胞敏感性降低，以至白色显现出绿色，即（B,G,R）由（1,1,1）变成（1,1,1-Δ）；而（1,1,1-Δ）可以分解成白色（1-Δ,1-Δ,1-Δ）和青色（Δ,Δ,0）。

20世纪50年代，在美国心理学家Hurvich和Jameson的推崇之下，一种结合两种理论的阶段模型产生。按照这种理论，颜色信号在视细胞阶段以三色素形式（即B，G，R形式）存在，而在神经节细胞阶段以互补色形式存在。视觉机制首先由B，G，R三色信号得到黄色和白色信号Y和W，B-Y得到蓝黄互补色信号， R-G得到红绿互补色信号，W和适应色或背景色信号相减，得到黑白互补信号。

此模型有下列问题：

由于上述原因，有些阶段模型假设R，G，B三者的线性组合（三者乘上不同的系数后相加减）产生红绿互补信号。有些模型也不再强调中间的黄色信号产生。但是这样一来，阶段模型的互补处理就变成线性组合处理了。