古代中国绘画中，比如举世闻名的敦煌壁画，古人常用矿物作為顔料，例如赤铁矿（红色）、辰砂（红色）、针铁矿（黄色）、孔雀石（绿色）、铜蓝（蓝色）、石墨（黑色）等。当可见光照射到矿物表面时，部分光被反射，部分光被吸收。如果矿物透明且不太厚，部分光可以透过矿物。当矿物吸收所有不同波长的可见光时，呈现黑色；当矿物均匀吸收不同波长的可见光时，呈现不同程度的灰色；当矿物几乎不吸收任何可见光时，呈现无色或白色。如果矿物选择性地吸收特定波长的可见光，则呈现吸收色光的互补色，表现为彩色。
为什么有些矿物会选择性地吸收特定波长的可见光？主要有三种机制：一是有些矿物含有称为过渡金属的元素，如铁、锰、钛、钒、铬、铜、铅、锌、钴、镍等。这些元素的原子能够吸收不同波长的光，从而使矿物呈现不同的颜色。例如，红宝石鲜艳的红色是因为晶体中含有三价铬离子，翡翠呈现鲜艳的绿色也是因为晶体中含有三价铬离子。都是三价铬离子，表现出的颜色却不同，是因为矿物的结构对离子显色也有一定影响。另一种原因是在矿物的晶体结构中，相邻离子间的电子能够发生转移，伴随电子转移会产生强烈的可见光吸收。例如蓝宝石，电子在二价铁离子与钛离子之间转移，同时选择性地吸收特定波长的可见光。此外，一些矿物在晶体结构中存在结构缺陷，没有离子占据的空位会选择性地吸收特定波长的可见光。萤石经常呈现绿色或紫色就是这个原因。
另外，根据矿物呈现颜色的原因，如果是矿物本身固有的成分结构所决定的颜色，称为自色；如果是由杂质、气液包裹体所引起的颜色，称为他色；由于物理光学效应而产生的颜色则称为假色。