为了给出彩色量的三基色系数与彩色刺激的光谱组成之间的定量关系,必须先给出光谱才能把彩色量测量方法应用到谱色上。
谱色有着基本的意义，因为光谱中的每种光学辐射都可以分析出来,从而把光谱理解为许多纯粹谱色光的混合。光谱的产生是借助于适合的光源（太阳、白炽灯）、光栅（小缝隙）、棱镜和屏幕的简单布置，光栅用以分离出一条狭窄的、尽量平行的光束。缝隙越窄，光谱越饱和，屏幕上光谱的光线强度也就愈弱，而缝隙较宽是光谱明亮些，但彩色饱和度略低。为此人们发明了单色仪，其结构较为复杂，但它们的原理仍归结到上述的简单光线行程上，优点在于现代仪器中都是棱镜可以旋转，而射出的缝隙是固定的，这样就便于从一个固定光源得到各种谱色。
从物理学上讲，光线是形式为电磁波的一种能量辐射，电磁波的重要参数包括传播方向、所具能量和波长。单色仪给出波长在380~760纳米之间的从短波到长波的紫、蓝、青、绿、黄、橙、红连续变化的色谱，以及300~380纳米范围内的紫外线和760~1000纳米的红外线。光谱波长范围取决于单色仪的自身材料和功能。我们把人眼能区分的380~760纳米范围内的光谱为可见光谱，人们感兴趣的一般是可见光谱范围内辐射流的相对分布，并称此函数为彩色刺激函数，它可以从光谱上描述出引起彩色感觉的彩色刺激。
人类色觉的每一种特性都可以从客观光刺激方面来定量，所谓“五彩”和“非五彩”。了解了光谱以后，就会知道，如果一个光刺激没有主波长，这个光线就是“非五彩”光，它没有色调。有主波长的光刺激是五彩光。相同的是两种光刺激都有亮度特性，对色觉来说，刺激是光辐射，入射人眼引起光感称为彩色刺激。
