Elles s’intéressent à l’interface humaine de perception, qui est constituée d’une part par l’œil, qui agit en tant que capteur, et d’autre part par le cerveau, qui tient un rôle d’interprète. Leur importance est considérable: grands nombres de phénomènes rapportés au cours de l’histoire trouvent leur explication dans notre capacité à voir les couleurs. L’incroyable force de notre vision réside dans le fait que nous ne constituons pas un récepteur impassible. L’œil est contraint à s’adapter à son environnement et produit des illusions qu’aucun procédé mécanique de capture n’est en mesure de fixer. En effet, comme l’a justement noté Goethe, la rétine possède une tendance naturelle à exprimer entièrement son activité. Ainsi, une sensation intense de rouge produira un certain voile verdâtre devant notre œil, qui cherche à rétablir l’équilibre. Il est intéressant de noter que le cerveau cherche particulièrement à retrouver sa référence de blanc ; il calibre de façon globale, tendant vers la neutralité, nos sensations colorées. Ce constat est très facile à obtenir ; il suffit de regarder à travers un verre coloré pour s’en rendre compte. Différents objets, blancs ou rouges, vus à travers un verre rouge, paraissent de la même couleur ; et pourtant, nous ne les voyons pas rouges, mais blancs.
Le développement des techniques scientifiques a permis d’analyser précisément le fonctionnement de l’œil. L’intérêt d’expliquer celui-ci en détail n’est ici pas très grand, mais une évolution significative est à noter en ce qui concerne la rétine. Si, comme le disent Zuppiroli et Bussac dans leur Traité des couleurs, pour le citadin, la vision des couleurs est un luxe, il n’en a pas toujours été ainsi. Les pré-mammifères évoluaient dans un monde en noir et blanc ; le trichromatisme propre à l’homme et aux primates, semble trouver son origine dans le besoin de distinguer un fruit rouge dans un arbre vert, une exigence dont nécessitaient les premiers cueilleurs.