A szemünkbe bejutó fényt a szem "objektívje", a szemlencse, a szem hátsó felszínét borító ideghártyára, a retinára fókuszálja. A retinán apró érzékelők milliói helyezkednek el. A retina kétféle fotoreceptort tartalmaz: a csapokat, amelyek a színlátásért, és a pálcikákat, melyek a szürkületi, a fekete-fehér látásunkért felelősek. Az érzékelő elemekhez idegek kapcsolódnak, és az ingereket a szemidegen keresztül az agy felé továbbítják.

A fényreceptorok közül a csapok szolgálják szemünkben a színlátást. Ezek a csapok három típusba sorolhatók, attól függően, hogy milyen hullámhosszú fényre reagálnak a legérzékenyebben: kék receptorok, zöld receptorok, és sárga receptorok. A kék receptorok a rövid hullámhosszra, a zöld a közepes hullámhosszra, a sárga pedig a hosszú hullámhosszra. A színlátásnak ezt a típusát trikromáziának nevezik. Egyénenként eltérő, hogy a receptorok mennyire érzékenyek. Meglepő módon, az emberi retina 100 millió fotoreceptora közül csak ötmillió a csap, és ezeknek csupán 5 százaléka tartozik a kék receptorok közé. A fényreceptorok véletlenszerűen helyezkednek el a retinán.

A receptorok olyan pigmenteket tartalmaznak, melyek akkor aktiválódnak, mikor a sejtek elnyelik a fényt. A vörös színt például a sárga receptorok érzékelik, mivel hiányoznak az ideghártyából a vörös szín külön érzéksejtjei.

Mivel a receptorok válaszreakciója nemcsak a fény hullámhosszától, hanem annak intenzitásától is függ, legalább két receptor interakciója kell ahhoz, hogy az agy összehasonlíthassa a jeleket, így meghatározhassa a fény színét és intenzitását. Mivel - számítások szerint - a retina receptorai egyenként közel 100 különböző fényerősséget és -intenzitást képesek érzékelni, az egészséges emberek legalább egymillió színt tud megkülönböztetni egymástól.

Színlátásunkat alapvetően két képességünk határozza meg. A szín-identifikáció, azaz hogy, képesek vagyunk-e helyesen megnevezni a színek neveit és a színdiszkrimináció, azaz a különböző színek megkülönböztetésének képessége. A színtévesztők színlátása eltér az "átlagos" épszínlátókétól, amely az egyik - vagy akár több - csap típus normáltól eltérő érzékenységének következménye, ezért a színtévesztők szín-identifikációs és színdiszkriminációs képessége rosszabb.

A rendellenes színlátás között tartják számon a színtévesztést és a színvakságot. A színtévesztésben szenvedőknél a normálisan három elemből álló színlátó rendszer egyik eleme hiányzik. A teljes színvakság a rendellenes színlátás legsúlyosabb formája, ilyen esetben a színek egyáltalán nem érzékelhetők. A teljes színvakok számára csak a világos és sötét átmenetek léteznek, hasonlóan a normál látásúak fekete-fehér fényképről kapott színérzetéhez - ez a rendellenesség azonban meglehetősen ritka.