Para una gran cantidad de objetos, el color que les atribuimos es el que nos muestran cuando son iluminados con luz blanca. Fotones de esa luz incidente interaccionan con partículas del material y algunas de esas partículas que han sido estimuladas reemiten nuevos fotones dando lugar globalmente a luz reflejada y luz transmitida. Generalmente las longitudes de onda promedio de las luces reflejada y trasmitida no coinciden con la longitud de onda incidente y, por eso se habla de reflexión selectiva y de transmisión selectiva. Por otro lado, cuando muchos de los fotones reemitidos por las partículas más superficiales son absorbidos por partículas más internas y estas producen nuevas reemisiones de fotones que viajan hacia otras aún más internas, etc., esa luz transmitida puede salir por el lado opuesto al que entró.

El hecho de que en estos procesos se produzca una selección de las longitudes de onda en las luces reemitidas se debe a la presencia de unos compuestos químicos, llamados pigmentos, cuya estructura atómico-molecular propicia la absorción de determinadas longitudes de onda (convirtiéndose su energía en energía interna del material) y la reemisión de otras. Como hemos visto al tratar la bioluminiscencia, cuando los colores los producen moléculas orgánicas pueden deberse a la presencia en ellas de enlaces conjugados, es decir, enlaces que se alternan entre simples y dobles.

Así, por ejemplo, un pigmento de materia orgánica es la melanina, que absorbe una gran parte de la radiación ultravioleta procedente del Sol y así protege nuestro cuerpo del cáncer de piel. La forma más común de melanina en nuestra piel se denomina eumelanina (en el diagrama adjunto se muestran dos ejemplos de moléculas de eumelamina) y está conformada por una serie de polímeros entre los cuales están permitidos unos saltos energéticos propicios para la absorción y reemisión selectiva de luz.

La máxima absorción de la eumelamina se produce en longitudes de onda por debajo de los 400nm (UV), pero la eumelamina también tiene cierta absorción en el azul-verde. Cuando se ilumina nuestra piel con luz solar, parte de la radiación azul-verde es absorbida (contribuye a "calentarnos"). Como resultado, la eumelanina tiene un color marrón oscuro, que corresponde al resto de radiaciones visibles que reemite.

Por otra parte, las clorofilas pueden ir acompañadas de otros pigmentos auxiliares (carotenoides, ficobilinas,..), que pueden dominar el conjunto y teñir al organismo de otro color. Así ocurre, por ejemplo, en las algas rojas que tienen una tonalidad rojo púrpura.