Màu sắc của một vật phụ thuộc vào tính chất vật lý của vật thể đó trong môi trường của nó, tính chất vật lý của ánh sáng trong môi trường của nó, và các đặc điểm của mắt và não nhận thức. Về mặt vật lý, các vật thể có màu ánh sáng rời khỏi bề mặt của chúng nếu nó truyền trong chân không không gian với tốc độ c và không đi qua một phương tiện vật lý như lăng kính. Màu sắc cảm nhận được thông thường phụ thuộc vào phổ của ánh sáng tới, vận tốc truyền sóng, đặc tính phản xạ của bề mặt, và tiềm năng vào góc chiếu sáng và góc nhìn. Một số vật thể không chỉ phản xạ ánh sáng mà còn truyền ánh sáng hoặc tự phát ra ánh sáng, điều này cũng góp phần tạo nên màu sắc. Cảm nhận của người xem về màu sắc của đối tượng không chỉ phụ thuộc vào phổ ánh sáng rời khỏi bề mặt của nó, mà còn phụ thuộc vào một loạt các dấu hiệu ngữ cảnh, do đó sự khác biệt về màu sắc giữa các đối tượng có thể được phân biệt chủ yếu độc lập với phổ ánh sáng, góc nhìn, v.v. Hiệu ứng này được gọi là hằng số màu.
Có thể rút ra một số khái quát về vật lý, bỏ qua các hiệu ứng tri giác hiện nay:
Ánh sáng đến một bề mặt mờ đục hoặc bị phản xạ “đặc biệt” (nghĩa là, theo cách của một tấm gương), bị tán xạ (nghĩa là, phản xạ với sự tán xạ khuếch tán), hoặc bị hấp thụ — hoặc một số kết hợp của chúng.
Các vật thể mờ đục không phản xạ đặc trưng (có xu hướng có bề mặt thô ráp) có màu sắc của chúng được xác định bởi bước sóng ánh sáng mà chúng tán xạ mạnh (với ánh sáng không bị tán xạ bị hấp thụ). Nếu các vật thể tán xạ tất cả các bước sóng với cường độ gần bằng nhau, chúng có màu trắng. Nếu chúng hấp thụ tất cả các bước sóng, chúng có màu đen. [4]
Các vật thể trong suốt phản xạ đặc biệt ánh sáng có bước sóng khác nhau với hiệu suất khác nhau trông giống như những tấm gương được nhuộm bằng các màu do những khác biệt đó xác định. Một vật thể phản xạ một phần ánh sáng cản trở và hấp thụ phần còn lại có thể trông đen nhưng cũng có thể phản xạ mờ nhạt; ví dụ là các đồ vật màu đen được phủ một lớp men hoặc sơn mài.
Các vật thể truyền ánh sáng là trong mờ (tán xạ ánh sáng truyền qua) hoặc trong suốt (không tán xạ ánh sáng truyền qua). Nếu chúng cũng hấp thụ (hoặc phản xạ) ánh sáng có bước sóng khác nhau, chúng có vẻ nhuốm màu bằng một màu được xác định bởi bản chất của sự hấp thụ đó (hoặc độ phản xạ đó).
Các vật thể có thể phát ra ánh sáng mà chúng tạo ra từ việc có các electron bị kích thích, chứ không chỉ đơn thuần là phản xạ hoặc truyền ánh sáng. Các điện tử có thể bị kích thích do nhiệt độ tăng cao (sự phát sáng), là kết quả của các phản ứng hóa học (phát quang hóa học), sau khi hấp thụ ánh sáng có tần số khác (“huỳnh quang” hoặc “lân quang”) hoặc từ các điểm tiếp xúc điện như trong điốt phát quang, hoặc các nguồn sáng khác.
Tóm lại, màu sắc của một vật thể là kết quả phức tạp của các đặc tính bề mặt, tính chất truyền dẫn và đặc tính phát xạ của nó, tất cả đều góp phần vào sự pha trộn các bước sóng trong ánh sáng rời khỏi bề mặt vật thể. Màu sắc cảm nhận sau đó được điều hòa thêm bởi bản chất của ánh sáng xung quanh, và bởi các đặc tính màu sắc của các đối tượng khác gần đó, và thông qua các đặc điểm khác của mắt và não bộ nhận thức.