In der Alltagssprache ist das Wort Farbe nicht eindeutig definiert. Es dient unter anderem als Sammelbegriff für färbende Substanzen wie Druckfarben, Anstrichfarben oder Malfarben. Es wird aber auch benutzt, als sei Farbe eine Eigenschaft von Gegenständen oder Lebewesen (das Gras ist grün, das Fahrrad ist blau). Soll das Phänomen Farbe aber genauer untersucht werden, muss es eindeutig defniert sein.
Dabei geht es vor allem um die Abgrenzung zwischen Farbempfindungen, also visuell wahrge- nommenen (gesehenen) Farben, und den physikalischen Eigenschaften von Gegenständen, die Farbempfindungen auslösen können. Der Begriff Farbe steht im Folgenden für den durch das Auge vermittelten Sinneseindruck, das Farberlebnis - Farbe ist Farbempfindung. Farbe ist also weder eine Substanz noch eine physikalische Größe wie Masse, Volumen oder Dichte, sondern eine Sinnesempfindung wie Geruch oder Geschmack . Für färbende Substanzen und die Farben von Lebewesen und Gegenständen wird der Sammelbegriff Körperfarben benutzt.
Nicht selbstleuchtende Dinge sind nur sichtbar, wenn sie von einer Lichtquelle beleuchtet werden. Je nach Position von Lichtquelle und Betrachter wird das vom Gegenstand reflektierte oder transmittierte Licht vom Auge als Farbreiz aufgenommen. Wie der Farbreiz spektral zusammengesetzt ist, welche Wellenlängen also mit welchen Anteilen enthalten sind, hängt deshalb sowohl von der Körperfarbe selbst als auch von der Beleuchtung ab. Körperfarben reflektieren (oder transmittieren) alle Wellenlängen des auftreffenden Lichts teilweise - einige stärker, andere schwächer.
In der Netzhaut des menschlichen Auges befinden sich lichtempfindliche Zellen, die auch Rezeptoren genannt werden. Wenn sie vom Licht getroffen werden senden sie Signale zum Gehirn. Das geschieht über ein kompliziertes System von Nervenzellen und Synapsen in der Netzhaut und dem Sehnerv, der Auge und Gehirn verbindet. Die Auswertung dieser Signale im Gehirn ergibt die Farbe (Farbempfindung). Es gibt zwei Rezeptortypen: Stäbchen und Zapfen. Die Stäbchen haben eine sehr hohe Lichtempfindlichkeit und sind deshalb vor allem beim Nachtsehen von Bedeutung. Stäbchenzellen registrieren nur die Helligkeit des auffallenden Lichts, nicht aber die spektralen Zusammensetzungen. Sie vermitteln deshalb ausschließlich unbunte Farbempfindungen, also Schwarz, Weiß und alle Grauabstufungen dazwischen.
Die weniger lichtempfindlichen Zapfen sind beim Tag- und Dämmerungssehen aktiv. Es gibt drei unterschiedliche Arten, deren hauptsächliche Empfindlichkeiten im Bereich der kürzeren, mittleren und längeren Wellen des sichtbaren Spektrums liegen. Die drei Zapfenarten analysieren also das auftreffende Licht nach kurz-, mittel- und langwelligen Bestandteilen und vermitteln dadurch sowohl bunte als auch unbunte Farbempfindungen. Wenn ein Farbreiz hauptsächlich kurze Wellen enthält, entsteht im Gehirn eine blaue Farbempfindung. Mittlere Wellenlängen erzeugen grüne, längere Wellen rote Farbempfindungen. Unbunte Farbempfin- dungen entstehen, wenn der Farbreiz (ungefähr) gleiche Anteile an kurzen, mittleren und langen Wellen enthält. Ein relativ starker Farbreiz wird dann als Weiß empfunden, ein schwächerer als Grau, ein sehr schwacher als Schwarz.