La vision des couleurs est la capacité d'un animal ou d'une machine de distinguer des objets qui ne diffèrent que par le spectre de la lumière qu'ils réfléchissent.
La notion de couleur dépend de la vision humaine, qui, sauf cas de daltonisme, analyse le rayonnement électromagnétique entre 400 et 700 nanomètres par un processus cognitif basé sur trois types de photorécepteurs dans la rétine. L'humain considère la couleur comme un attribut de l'objet, interprétant le rayonnement qu'il reçoit de cet objet en relation avec ce qui l'entoure. Cette caractéristique implique que le système visuel soit capable d'évaluer la lumière qu'il reçoit de l'objet en référence à celle qu'il reçoit de son environnement.
Les animaux possèdent aussi des photorécepteurs utilisant plusieurs catégories de protéines pigmentaires, les opsines, qui détectent les changements d'intensité et de spectre de la lumière. Selon le nombre de ces photorécepteurs, les biologistes distinguent les animaux monochromates, dichromates, trichromates, tétrachromates.
Le concept de couleur est souvent généralisé dans des applications scientifiques et techniques, qui ne visent pas toujours à produire des images en couleurs à l'usage des humains, mais, plus généralement, à distinguer des corps qui diffèrent principalement par la répartition spectrale de la lumière qu'ils renvoient. Pour distinguer des éléments chimiques par leur spectre d'émission ou d'absorption, il faut plusieurs dizaines de bandes. Ces bandes ne coïncident pas nécessairement avec celles de la vision humaine.