Deze theorie, die voortkomt uit de 'three-primaries law', houdt in dat we drie soorten receptoren hebben, die ieder het meest responsief zijn voor een bepaald bereik van golflengten.

De theorie werd bevestigd door de ontdekking dat het netvlies drie soorten kegeltjes heeft, ieder met een verschillende curve van sensitiviteit voor zichtbare golflengten.

Volgens de trichromatische theorie komt kleurenzicht voort uit een combinatie van 3 verschillende receptoren (kegeltjes) die elk verantwoordelijk zijn voor een verschillende golflengte aan kleuren. Deze 2 soorten van kegels zitten in het netvlies en bevatten allemaal een verschillende fotochemische vloeistof. De primaire kleuren zijn blauw, groen en rood.

Sommige mensen hebben een oogafwijking waardoor een van deze kleuren ontbreekt, met als gevolg kleurenblindheid.

De grondleggers van deze theorie zijn Thomas Young (1802) en Herman von Helmholtz (1852).

De kegels verantwoordelijk voor rood of groen (meest voorkomend) kunnen afwezig zijn door een defect gen die deze fotochemische stof produceert. Omdat dit gen recessief is en deel uitmaakt van het X chromosoom komt dit vaker voor bij mannen aangezien omdat zij maar 1 X chromosoom hebben.