自然界中並不存在「顏色」這種東西，存在的只有不同波長的光波。所謂色覺，就是對光波的感覺。
我們的眼睛有兩種功能：一是看清物體，這叫視力；二是感覺顏色，這叫色覺。一般人的眼睛都有這兩種功能，但有些人視力雖然很好，能看得很遠，色覺卻很弱，對顏色辨別不清，甚至對顏色全無感覺，他們的世界只有明暗之分，這種叫全色盲。
色覺依賴於顏色感受器
嚴格說來，自然界中並不存在「顏色」這種東西，存在的只有不同波長的光波。在我們眼睛的視網膜上，有一類感光細胞叫錐狀細胞。錐狀細胞又分三種：第一種只對波長600納米左右的紅光敏感；第二種只對波長550納米左右的綠光敏感；第三種只對波長450納米左右的藍光敏感。這就是所謂的「三原色」。那麼在這些波長之間的光波，就可以由這三種錐狀細胞根據感受程度混合出來。大腦通過對比它們的反應，於是產生了顏色的感覺。所以，錐狀細胞在眼睛中扮演著顏色感受器的角色。如果一個人的錐狀細胞基因發生了變異——令人驚訝的是，這種情況還相當普遍——那麼他對光波（或者說顏色）的感覺，就會變得大不一樣。
而且，動物能夠分辨的顏色數量，依賴於它們擁有多少種顏色感受器。早期的魚類有四種顏色感受器，這就是為什麼魚類和它們的後代——包括兩棲類、爬行類和鳥類——具有出色的色覺的原因。相比而言，哺乳動物就沒那麼幸運了。在數百萬年的進化過程中，早期的哺乳動物為了能夠在恐龍稱霸的世界中生存下來，不得不晝伏夜行，漸漸地，它們失去了兩種顏色感受器。因此，大多數哺乳動物的色覺並不好。為大家熟知的一個事實是，狗是可憐的色盲。
所幸，我們靈長類動物的祖先後來又重新進化出了第三種顏色感受器。所以人類能夠看見成千上萬種狗或馬不可見的色調（各種顏色的調配和組合）。一些人甚至還擁有第四種顏色感受器，他們能看到的色調又比正常人要多得多。
在大約每10個女人中，就有1個的眼睛裡除了普通的紅光感受器外，還有一種普通紅光感受器的變異體——這其實相當於多了一種顏色感受器。不過，其中大多數人的色覺還是與常人無異（說明新增的顏色感受器沒起到什麼作用）。但也有極少的人，發展出了超級色覺，能看到比常人多得多的顏色。在這些人眼中，世界到底像什麼樣子，其他人只能憑猜測了。
把色覺延伸到紫外波段
人類的眼睛所能看到的光波，其波長大約在400～800納米之間，從波長較短的紫光延伸到波長較長的紅光。這一範圍的光波，即所謂的「可見光」——「可見」是指對人眼而言的。這一範圍之外的光波——紅外光和紫外光，對於我們就不可見了。
但在昆蟲、魚類、爬行類和鳥類中，能看到紫外光的本領其實相當普遍，尤其是那些有著較小眼睛，能較少濾去紫外光的動物物種。蜜蜂就具有出色的紫外光色覺，因為它剛好具有能探測紫外光的顏色感受器。但有得必有失，它對長波段的紅光的色覺就差遠了。馴鹿被認為是哺乳動物中非常罕見的擁有紫外光色覺的動物。還有許多哺乳動物，包括刺蝟、貓、雪貂、海豹、豬和兔子等等，也都擁有紫外光色覺。
一些人也能看到近紫外光。他們為什麼能做到這一點呢？這源於他們的眼睛發生了病變。我們視網膜上的顏色感受器其實是能探測紫外光的，可惜波長短於400納米的光波通常都被眼睛的晶狀體過濾掉了。但一些患有白內障的人，他們的晶狀體發生了病變，無法過濾紫外光，所以就能看到「更紫」的顏色。譬如，法國著名印象派畫家莫奈在晚年患了白內障之後，就開始能夠看到紫外光，所以莫奈晚年的作品由鮮豔明亮的色彩一變而為朦朧的深褐色和深紅色。
夜間也能看到顏色
直到最近，我們都以為夜行動物在夜間也像我們一樣，只能看到物體的灰色影子，而無法覺察其顏色。或者，我們根本不認為夜間的物體是有顏色的。
但毫無疑問，物體在夜間也是有顏色。前面已經說了，這個世界上不存在「顏色」這種東西，存在的只是不同波長的光波。物體的顏色取決於它反射了什麼波長的光波。白天，物體反射了可見光，讓我們感覺到顏色。到了夜間，由於光線暗淡，我們三種錐狀細胞對光的反應也就太弱，我們只能依賴視網膜上的另一類感光細胞——柱狀細胞。柱狀細胞對光遠比錐狀細胞敏感，但因為僅有一種類型的柱狀細胞，所以它不能幫我們辨別顏色。
許多夜行動物眼睛中的感光細胞也像人類一樣分為柱狀細胞和錐狀細胞，但兩者的數量之比與我們大相逕庭，在它們的眼睛中，柱狀細胞遠多於錐狀細胞。這樣的結果是：一方面在白天光線充足的情況下，它們的色覺不如我們；但另一方面，在夜間光線暗淡的情況下，視力又遠勝於我們。
不過，也有一些夜行動物是例外，它們甚至在夜間都能看到物體的顏色。壁虎就是一個例子。
壁虎能擁有這種超級能力，說來有些好笑：今天的壁虎雖然只在夜間出來活動，但它的祖先卻是不折不扣的晝行動物——只在白天活動。這樣，進化過程中它們漸漸失去了所有的柱狀細胞。因為在白天光線充足的情況下，柱狀細胞用處不大。可是，當壁虎為環境所迫，不得不改為夜行時，這下可就麻煩了。沒有了柱狀細胞，怎麼能在夜間看到光線呢？在這種情況下，只好讓錐狀細胞長得更大，來替代柱狀細胞的感光功能。壁虎的錐狀細胞對光的敏感程度是人類錐狀細胞的350倍。錐狀細胞變大賦予它更強大的辨色本領，在黑暗中也能分辨物體的顏色。但為此它也付出了代價：由於錐狀細胞變大，又缺乏柱狀細胞，它的眼睛分辨力變差了，很多我們能看清的細節，對於壁虎都像打了馬賽克。
除了壁虎，一些昆蟲也擁有夜間的色覺，包括天蛾、金龜子和木蜂。木蜂利用夜間的色覺來發現黑暗中的花朵。
這些發現激發了人類的靈感。目前比利時的一個研究小組正在開發一套夜間色覺系統，通過模擬金龜子在夜間對光線的處理，在光線不好的條件下，拍攝出更好的圖片。此類技術未來有望為駕駛員在夜間行駛時，提供更好的幫助。