不管是人或是儀器，之所以能看到、能探測到顏色，是因為都具備了光源、物體、觀察者這三個要素。如下圖，光源發出的光包含有不同顏色的各種波長，物體對光源發出的光進行吸收和反射，被吸收和反射之后的光包含了物體的顏色信息，并被觀察者接受，并形成最后的顏色感知、顏色數據。
一、光源
物體色必須借助光源照明才能呈色，不同的光源有不同的光譜分布，同一物體在不同的光源照明下會呈現不同的顏色，為了統一顏色的評價標準和進行顏色計算，CIE推薦了標準照明體和標準光源。
1、 光源A
CIE15:2004推薦分布溫度為2856K的充氣鎢絲燈。如果要求更準確地實現標準照明的紫外輻射的相對光譜功率分布，推薦使用熔融石英或帶石英窗口的玻璃殼的燈。
2、 光源C
由光源A加一組特定的戴維斯-吉伯遜液體濾光器，可以產生色溫近似6800K的輻射。
3、 光源D65
到目前為止，還沒有人造光源被推薦為實現CIE D65的照明體和其他D照明體。
二、物體
物體的顏色外貌是通過它們發射或透射的光來認識的，顏色外貌可包括兩部分：一是它的顏色特性;二是反映物體表面光的空間分布的幾何特性。影響物體顏色特性的主要因素是物體的光譜特性;而幾何特性不可能用幾個量來表示，較為復雜，只能用不同度量方法來測定，例如物體光澤度、濁度等等。
當光照射到物體表面上后將會發生四種主要作用：
1、 物體的第 一表面的鏡面反射 (specular reflection) ，也稱規則反射 (regular reflection) ，產生光澤;
2、 在物體材料內部的散射 (scattering) ，產生漫反射 (diffuse reflection) 和漫透射 (diffuse transm ission) ;
3、 物體材料內部的吸收 (absorption) ，產生顏色;
4、 直接透過物體的規則透射 (regular transm ission) ，只有在物體有些透明時才會產生。
三、標準觀察者
國 際照明委員會 (CIE) 規定的顏色測量原理、基本數據和計算方法，稱做CIE標準色度學系統。CIE標準色度學的核心內容是用三刺激值及其派生參數來表示顏色。
任何一種顏色都可以用三原色的量，即三刺激值來表示。選用不同的三原色，對同一顏色將有不同的三刺激值。為了統一顏色表示方法，CIE對三原色做了規定。
光譜三刺激值或顏色匹配函數是用三刺激值表示顏色的極為重要的數據。對于同一組三原色，正常顏色視覺不同人測得的光譜三刺激值數據很接近，但不完全相同。為了統一顏色表示方法，CIE取多人測得的光譜三刺激值的平均數據做為標準數據，并稱之為標準色度觀察者。顏色傳感器則是模擬人的光譜三刺激值的標準數據的。