“色像差”简称“色差”。通过实验可以得知各色光均有不同的“色像差”。当复色光（如白光）经过透镜折射后所成像的边缘呈彩色模糊现象，这是由于透镜材料对各种色光的折射律不同所致，故透镜对各种色光的焦距也就不同（如钻石的折光效果），而成像的位置与大小又决定于焦距的位置（即远近），所以，色像差有位置色差（亦称“纵向色差”）和放大色差（亦称“横向色差”）两种。设取一狭缝S为白光源，并先后用红紫两滤色片遮住，则因玻璃对紫光的折射率比红光大（因其光波短于红光），紫光像的位置比红光接近于透镜（位置色差），而紫光像的大小比红光小（放大色差）。

人的眼球中的透光的水体、晶状体与玻璃体也是一种透射材料，当光透射时，同样有不同的折射率，焦距也有远近之差。如上所述，一般情况下，波长短的冷色光往往在视网膜前成像，而且较波长长的暖色光呈像小。波长长的暖色光往往在视网膜后呈像，而且较波长短的冷色光呈像大，故波长长的红橙色有迫近感与扩张感，而波长短的蓝紫色有远逝感与收缩感。

由于各种不同波长的光，通过眼晶状体聚焦点并不完全在一个平面上，视网膜上的影像的清晰度就有区别。光波长的暖色影像似焦距不准，具有一种扩散性，因此模糊不清；光波短的冷色影像具有一种收缩性，就比较清晰。用赫林的学说去解释是：红色起破坏作用，刺激强烈，脉冲波动大，自然有一种扩张感。而绿色起建设作用，脉冲弱，波动小，自然有收缩之感。所以我们平时注视红色时，时间一长就感到边缘模糊不清，有眩晕感。这就是破坏的原因；当我们看青、绿色时感到冷静、舒适、清晰，眼睛特别适应，这就是建设的作用。维吾尔族最喜爱在刷墙的白灰中加入少量的蓝绿色，医生总是让眼疾病人多看绿色，也就是这个道理。

色彩的膨胀与收缩感，不仅与波长有关，而且与明度有关。同样粗细的黑白条纹，其感觉上白条纹要比黑条纹粗；同样大小的方块，黄方块看上去要比蓝方块大些。设计一个年历的字样，在白底上的黑字需大些，看上去醒目，过小了就太单薄，看不清。如果是在黑底上的白字，那么白字就要比刚才那种黑字要小些，或笔画细些，这样显得清晰可辨，如果与前面那种黑字同样大，笔画同样粗，则含混不清。某省地质馆有个板面上的文字说明，用黑色胶片，刻制黄色透光字，可能设计时是按黑字白底的效果设计的，布局饱满，笔画粗壮，但刻出来以后，由于字的透光效果，字就显得拥挤，笔画不清。这就是黄色在黑色底上面膨胀的原因。

进行各种色彩设计时，为了达到各种色块在视觉上的一致，就必须按色彩的膨胀和收缩规律进行调整。据说法国国旗的红、白、蓝三色条纹，开始设计宽度完全相等，但当升到空中后，感觉显得不等了，为此专门招集色彩学家们共同研究，最后才知道这与色彩的膨胀感和收缩感有关，当三色比例调整到红35、白33、蓝37时，才感到宽度相等了。