不管是人或是仪器，之所以能看到、能探测到颜色，是因为都具备了光源、物体、观察者这三个要素。如下图，光源发出的光包含有不同颜色的各种波长，物体对光源发出的光进行吸收和反射，被吸收和反射之后的光包含了物体的颜色信息，并被观察者接受，并形成最后的颜色感知、颜色数据。
 
 
物体色必须借助光源照明才能呈色，不同的光源有不同的光谱分布，同一物体在不同的光源照明下会呈现不同的颜色，为了统一颜色的评价标准和进行颜色计算，CIE推荐了标准照明体和标准光源。
1、 光源A
CIE15:2004推荐分布温度为2856K的充气钨丝灯。如果要求更准确地实现标准照明的紫外辐射的相对光谱功率分布，推荐使用熔融石英或带石英窗口的玻璃壳的灯。
2、 光源C
由光源A加一组特定的戴维斯-吉伯逊液体滤光器，可以产生色温近似6800K的辐射。
3、 光源D65
到目前为止，还没有人造光源被推荐为实现CIE D65的照明体和其他D照明体。
 
二、物体
物体的颜色外貌是通过它们发射或透射的光来认识的，颜色外貌可包括两部分：一是它的颜色特性；二是反映物体表面光的空间分布的几何特性。影响物体颜色特性的主要因素是物体的光谱特性；而几何特性不可能用几个量来表示，较为复杂，只能用不同度量方法来测定，例如物体光泽度、浊度等等。
当光照射到物体表面上后将会发生四种主要作用：
1、 物体的表面的镜面反射 (specular reflection） ，也称规则反射 (regular reflection) ，产生光泽；
2、 在物体材料内部的散射 (scattering) ，产生漫反射 (diffuse reflection) 和漫透射 (diffuse transmission) ；
3、 物体材料内部的吸收 (absorption) ，产生颜色；
4、 直接透过物体的规则透射 (regular transmission) ，只有在物体有些透明时才会产生。
 
三、标准观察者
国际照明委员会 (CIE) 规定的颜色测量原理、基本数据和计算方法，称做CIE标准色度学系统。CIE标准色度学的核心内容是用三刺激值及其派生参数来表示颜色。
任何一种颜色都可以用三原色的量，即三刺激值来表示。选用不同的三原色，对同一颜色将有不同的三刺激值。为了统一颜色表示方法，CIE对三原色做了规定。
光谱三刺激值或颜色匹配函数是用三刺激值表示颜色的极为重要的数据。对于同一组三原色，正常颜色视觉不同人测得的光谱三刺激值数据很接近，但不相同。为了统一颜色表示方法，CIE取多人测得的光谱三刺激值的平均数据做为标准数据，并称之为标准色度观察者。
颜色传感器则是模拟人的光谱三刺激值的标准数据的。