不同波长的可见光具有不同的颜色，从760～400纳米，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫（图1）。比760纳米更长的是红外线，比400纳米更短的是紫外线，红外线和紫外线都是人眼看不见的。可见光的频谱正对地球大气层的“光学窗口”，因此通过大气时衰减极小。

图1 不同颜色的可见光

人眼对不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。描述人眼视敏特性的物理量称视敏度或相对视敏度。在相同亮度感觉条件下，不同波长光辐射功率的倒数可用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度，称为视敏度。明亮环境中人眼对波长为555纳米的光最敏感，把任意波长的光的视敏度与最大视敏度相比的比值称为相对视敏度。相对视敏度随波长变化的关系可表示为相对视敏曲线（图2）。

图2 不同条件下的人眼相对视敏曲线

眼睛的视网膜由大量光敏细胞组成。光敏细胞又分为视杆细胞和视锥细胞。视锥细胞集中在正对瞳孔的视网膜中央，此处无视杆细胞，越远离视网膜中央视锥细胞越少，视杆细胞越多。视杆细胞只能感光，不能感色，但感光灵敏度是视锥细胞的一万倍。视锥细胞既能感光又能感色。强光作用下主要由视锥细胞起作用，所以白天或明亮环境中，看到的景象既有明亮感又有彩色感，称作明视觉。弱光作用下主要由视杆细胞起作用，所以黑夜或弱光环境中，看到的景物全是灰黑色，只有明暗感没有彩色感，叫作暗视觉。图2右边是明视觉的相对视敏曲线，左边是暗视觉的相对视敏曲线。昏暗条件下人眼最敏感的波长为507纳米，比明亮条件下的最敏感波长小48纳米。

物体的颜色固然取决于照明光的光谱组分、材料对光的反射、透射或吸收特性，但对于眼睛它是一种感觉，即色觉。人眼的色觉来自视锥细胞，视锥细胞依感光特性分为三类，分别对红、绿、蓝三种原色敏感，其视敏函数曲线如图3中的S、M和L，峰值分别在红、绿、蓝三个区域内。这三种细胞发出信号，经过神经系统视敏的分析处理，引起不同的颜色感觉。

图3 三种光谱敏感峰

可见光的主要天然光源是太阳，主要人工光源是白炽物体（如白炽灯）、气体放电管（如日光灯）和发光二极管。白炽物体发射的是连续光谱。气体放电管和发光二极管发射的基本是分立光谱。可见光的检测可使用光电管、光电倍增管、半导体光电器件或感光乳胶等。