物質同士を混ぜ合わせたときに起きる色の変化を、色彩学では減法混色（Subtractive Color Mixture）と呼びます。私たちが普段「赤いリンゴ」や「緑の葉」を見ているとき、物質そのものが自ら発光しているわけではありません。太陽光や蛍光灯といった白色光（すべての波長を含んだ光）が物体に当たり、特定の波長だけが跳ね返って人間の目に届くことで、その色を認識しています。
具体的には、赤い絵の具は「長波長（赤）以外の光（短波長・中波長）を吸収」して赤だけを反射し、緑の絵の具は「中波長（緑）以外の光（短波長・長波長）を吸収」して緑だけを反射しています。この2つをパレットの上で物理的に混ぜ合わせると、何が起きるでしょうか。
赤い顔料が緑の光を吸収し、緑の顔料が赤い光を吸収するという「波長の奪い合い」が発生します。結果として、人間が知覚できる反射光の総量が劇的に目減りし、視覚には「暗く濁った状態」として届くことになります。これが、赤と緑を混ぜると茶色や黒褐色へと濁っていく物理的根本原因です。
理論上、完璧な補色同士の絵の具を理想的な比率で混ぜ合わせれば、すべての可視光線が吸収されて「完全な黒」になるはずです。しかし、市販されている絵の具の顔料にはわずかな不純物や透過特性のバラつきが含まれており、完全にすべての可視光をゼロに抑え込むことができません。長波長寄りの赤い成分が微量に漏れ出て反射するため、人間には「黒」ではなく「濁った濃い茶色」として知覚されます。
