In der deutschen Sprache ist der Begriff der Farbe nicht eindeutig festgelegt. Es ist zu unterscheiden zwischen der Farbe, die man sieht und der Mal-Farbe, mit der man Gegenstände anstreichen kann. In anderen Sprachen ist dieses Problem eindeutiger gelöst. Im Englischen ist mit colour der Farbenbegriff gemeint, mit paint die Farbe zum Anstreichen. Die französische Sprache unterscheidet couleur und peinture. 

Farbe existiert in der Natur eigentlich gar nicht, sie wird erst durch unsere Sinnesorgane oder genauer durch das Gehirn als Farbeindruck erzeugt. Das Licht wird auf der Netzhaut des Auges als Farbreiz wahrgenommen und im Gehirn zu einer Farbempfindung, dem Farbeindruck, verarbeitet. Über ein Linsensystem mit Blendenregelung, der Regenbogenhaut, fällt das Licht in das Auge und gelangt auf eine Schicht von Sinneszellen, die sich auf der Netzhaut befinden. Das Zentrum des schärfsten Sehens wird Gelber Fleck genannt. Es existieren zwei verschiedene Sorten von Sinneszellen. Die Stäbchen sind für das Hell-dunkel-Sehen zuständig, die Zapfen für das Farben-Sehen.  

Bei Personen, die eine Farbfehlsichtigkeit haben, fällt eine Zapfensorte aus. Das linke Bild zeigt die Farbwahrnehmung einer voll farbtüchtigen Person, das rechte die Wahrnehmung einer Person mit Rot-Grün-Sehschwäche:  

 
In den Sehsinneszellen befindet sich ein rötlicher Farbstoff, der Sehpurpur (Rhodopsin). Dieser ist aus einem Eiweißkörper (Opsin) und dem Farbstoffmolekül 11-cis-Retinal aufgebaut, welches im Körper aus Vitamin A gebildet wird. Ein Vitamin-A-Mangel kann daher zur Nachtblindheit führen. Fällt ein Lichtimpuls auf das 11-cis-Retinal, sendet es einen elektrischen Impuls an die Nervenzellen, welche diesen an das Gehirn weiterleiten. Dabei zerfällt das 11-cis-Retinal innerhalb einer Tausendstel Sekunde in das Zwischenprodukt Opsin und in ein langgestrecktes Molekül (All-trans-Retinal). Die Rückverwandlung (Retinal-Isomerase) in das ursprüngliche Retinal erfolgt langsam in mehreren Schritten und kann bis zu einer halben Stunde dauern. Aus diesem Grunde wird man geblendet, wenn man schnell von einem dunklen Raum in einen hellen gelangt.  

Werden alle drei Zapfensorten auf der Netzhaut gleichzeitig gereizt, entsteht im Gehirn der Farbeindruck Weiß. Dieses Phänomen kann experimentell beobachtet werden, wenn drei farbige Lichter (rot, blau, grün) auf einer weißen Fläche übereinander projiziert werden. Diese sogenannte additive Farbmischung kann als umgekehrter Vorgang der Dispersion gesehen werden, aus drei farbigen Lichtern wird die Farbe Weiß erzeugt.   

Bei einem Farbkreisel werden farbige Flächen so schnell gedreht, dass das Auge die einzelnen Farben nicht mehr unterscheiden kann und die Farben zum Farbeindruck Weiß addiert. Das Prinzip der dicht beieinander liegenden Farbpunkte kann man am Computermonitor selbst beobachten. Beim Betrachten der weißen Fläche mit einer starken Lupe ist zu erkennen, dass der weiße Farbeindruck des Monitors bei starker Vergrößerung aus drei dicht nebeneinander liegenden Farbpunkten zusammengesetzt ist.   

Eine subtraktive Farbmischung tritt auf, wenn Licht drei farbige (rot, gelb, blau) und durchscheinende, hintereinandergestellte Glasplatten durchdringt. Jede Platte schluckt in einer Absorption einen Wellenanteil des Lichtes: Die rote Platte lässt nur das langwellige Licht durch, sie blockt das kurzwellige Licht, das wir als Violettblau empfinden. Das Ergebnis ist, dass bei den drei hintereinander geschalteten Glasplatten kein Licht mehr durchdringen kann und uns die Farbe Schwarz erscheint. Eine subtraktive Farbmischung entsteht auch bei der Vermischung von Pigmenten. 

Fixieren Sie eine Minute lang die orange-rote Fläche im linken Kasten und blicken Sie danach sofort auf die weiße Fläche des rechten Kastens. Welche Farbe nehmen Sie wahr?   

    

  

  

Veraltete Drei-Farbentheorien gingen davon aus, dass aus drei farbigen Lichtern alle anderen Farben durch additive Farbmischung erzeugt werden könnten. Dies stellte sich jedoch als Trugschluss heraus. Um den Ansatz einer modernen Farbentheorie genauer zu verstehen, sollen zuerst einmal alle dafür notwendigen Begriffe erläutert werden.

Ein normalsichtiger Mensch kann über 5000 verschiedene Farbarten unterscheiden. Eine Farbart ergibt sich aus ihrem Farbton und ihrem Sättigungsgrad. Unter Sättigungsgrad versteht man die Buntheit eines Farbtones. Bei farbigen Lichtern nimmt der Sättigungsgrad mit einem zunehmenden Weißanteil ab, bei Pigmenten erfolgt eine Abnahme der Farbsättigung durch Mischung mit weißen, grauen oder schwarzen Pigmenten. Aber auch das Mischen von farbigen Pigmenten untereinander führt zu einer Abnahme des Sättigungsgrades (siehe unten). Die Mischfarben haben nicht mehr den Sättigungsgrad wie die ursprüngliche Farbe.  

Am Computer kann man Farben beliebig mischen ohne dass es zu unerwünschten Veränderungen kommt. Bei der Farbeinstellung von Bildschirmdarstellungen am Computer wählt man (bei der erweiterten Farbpalette) zuerst den Farbton und dann kann man (mit der rechten Leiste) die Sättigung variieren. So lässt sich eine bestimmte Farbart erhalten. Diese ergibt sich immer aus einem Farbton und dessen Sättigungsgrad:

Farbart = Farbton x Sättigung

In der CIE-Farbnormtafel für farbige Lichter ist der Sättigungsgrad berücksichtigt. Die Farben des Spektrums sind hufeisenförmig wie eine „Schuhsohle“ um den absoluten Weißpunkt, den sogenannten Unbuntpunkt angeordnet. Nach außen nimmt der Sättigungsgrad der Farbe, ihre Buntheit, zu. Die x-Achse gibt den Rotgehalt, die y-Achse den Grüngehalt und die z-Achse den Blaugehalt an.   

  
  
 

Bei den reinen, anorganischen Pigmenten kämen diese neun in Frage: Manganviolett, Ultramarinblau, Cobaltcoelinblau, Cobalttürkis, „Cadmiumgrün“, Cadmiumgelb, Cadmiumorange, Cadmiumrot und Cobaltviolett hell. Allerdings ist zu bemerken, dass nicht alle dieser Pigmente für den Einsatz an Schulen geeignet sind. Außerdem gelten für Cadmiumpigmente bestimmte Einschränkungen.  

Als Grün in der Mitte ist das echte Schweinfurtergrün abgebildet. Aufgrund der hohen Gefahren beim Umgang mit dem arsenhaltigen Pigment wird auf eine Mischung zwischen Cadmiumgelb und Cobalttürkis zurückgegriffen. Eine ähnliche Mischung aus dem organischen Phthalocyaningrün und Cadmiumgelb ist unter dem Namen Cadmiumgrün im Handel. Chromoxidhydratgrün ist weniger bunt. Es eignet sich, wenn man ein etwas zurückhaltenderes Grün möchte. Im problematischen Bereich Violett-Purpur-Karmin ist die Auswahl der heute verfügbaren, anorganischen Pigmente nicht befriedigend, die Farbstärke von Manganviolett und Cobaltviolett ist nur mittelmäßig. 

Die Farbe Violett 
Die Farbe Gelb 
Die Farbe Orange