从三原色以不同比例能混合出各种不同色彩颜色的颜色混合现象出发，三色学说指出，人眼视网膜上含有三种不同类型的锥体细胞，这三种锥体细胞中分别含有三种不同的视色素（visual pigments），分别称为亲蓝、亲绿、亲红视色素。外界光辐射进入人眼时被这三种锥体细胞按它们各自的吸收特性所吸收，三种色素吸收光后产生光化学反应，引起神经活动，经双极细胞和神经节细胞传至神经中枢，大脑将这些信息综合产生颜色感觉。 
对抗颜色理论中赫林观察到颜色现象总是以红－绿、黄－蓝、黑－白成对关系出现，因而假设视网膜中有三对视素：白－黑视素、红－绿视素、黄－蓝视素，通过视网膜过程中光对三对视素的建设或破坏，形成不同的颜色感觉。 
阶段学说颜色视觉过程示意图：