La conversion de la lumière en un signal nerveux compréhensible pour le cerveau s’effectue dans des cellules spécialisées de la rétine appelées photorécepteurs ; il en existe deux types : les cônes et les bâtonnets, capables de convertir l’énergie lumineuse en activité nerveuse. Selon la présence complète ou incomplète de tous ces types de cônes dans la rétine concernée, chaque individu peut être monochromate (une seule couleur détectée), dichromate ou trichromate (respectivement deux et trois couleurs fondamentales détectées).Ainsi, si la rétine de l’animal n’est pourvue que d’un seul pigment, celui-ci ne peut percevoir que différents niveaux de gris, sans couleur. La vision colorée n’existe que chez les animaux qui possèdent au moins deux pigments (donc deux types de cônes).

• Les poissons sont dans l’ensemble des trichromates parfaits.
• Les amphibiens ont en général une vision convenable des couleurs ; les têtards de la grenouille vivent dans le noir et blanc, alors que les adultes distinguent le rouge du bleu. Par contre, plusieurs crapauds étudiés ne distinguent pas les couleurs.
• Chez les reptiles, les lézards diurnes ont des rétines uniquement composées de cônes et semblent percevoir les couleurs au contraire des geckos nocturnes qui ont des rétines uniquement à bâtonnets. Les serpents semblent insensibles aux couleurs, mais toutes les tortues étudiées sont trichromates.
• Pour les oiseaux, le consensus est total pour reconnaître une parfaite vision des couleurs chez les oiseaux diurnes. Certaines espèces ont d’ailleurs une vision tétrachromatique grâce à la présence d’un pigment additionnel dont le pic d’absorption est situé dans l’ultraviolet ; il est alors possible d’imaginer la richesse de la vision des couleurs dans de telles espèces.  Chez les oiseaux nocturnes, la vision des couleurs est moins bonne mais possible puisqu’il a été prouvé que la chouette hulotte est trichromate.
• Contrairement à certaines idées reçues, la plupart des mammifères domestiques, comme le chien, le cheval, et différents ruminants sont dichromates et ont donc une vision des couleurs. Dans leur cas, il s’agit généralement  de la population des cônes sensibles au vert qui est manquante. La situation des chats est particulière : des études microspectrophotométriques indiquent qu’il s’agit d’une espèce trichromatique, mais les études comportementales indiquent des capacités dichromatiques uniquement. D’autres mammifères sont quant à eux trichromates ; citons l’écureuil roux de nos jardins et la musaraigne, dont les rétines sont exclusivement composées de cônes.
• Différentes populations de singes, comme les primates, sont aussi trichromates et distinguent le vert, le bleu et le rouge.
• A l’inverse, le rat, le cobaye, le lapin, le raton laveur, le putois sont des espèces monochromates et ne distinguent donc pas les couleurs ; ce sont généralement des espèces nocturnes.