曝光並經沖洗加工後能得到彩色影像的鹵化銀感光材料。
成像原理 白光是由各種單色光混合而成，當通過三棱鏡後便色散為一條彩色光帶，稱為光譜。光譜由單色光組成，其排列順序是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。它們均有特定的波長（見表）。在色散不充分時，白光僅分解為紅、綠、藍三種色光，它們各占整個光譜的三分之一，這三種單色光即稱為原色光。從白光中分別減去三種原色光可相應地得到黃、品紅、青三種種補色光，即：
可見光譜各色段
白光－藍光＝黃光
白光－綠光＝品紅光
白光－紅光＝青光
由補色光等量相加可得到另一個原色光（見彩圖），這一疊加法通常稱為減色法。
三補色光的減色法原理
三原色光的加色法原理
銀漂法彩色感光材料結構及成像示意圖
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染印法浮雕片疊印過程示意圖
采用染料－顯影劑的一次彩色成像材料結構示意圖
采用染料釋放劑的一次彩色成像材料結構示意圖
即：
黃光 ＋品紅光＝紅光
黃光 ＋青光 ＝綠光
品紅光＋青光 ＝藍光
三種補色光以不同強度混合，可產生一切天然色光，這是制造彩色感光材料的減色法原理。另外，由原色光等量相加可得到另一個補色光。這種將原色光疊加而得到各種色光的方法，稱加色法（見彩圖）。三種原色光以不同強度混合，也可產生各種天然色光。
加色法原理制造彩色感光材料曾在感光材料發展的早期采用過，但其制法復雜，且成像質量較差，後為減色法原理所代替。現代的彩色感光材料除極個別品種外，都是按照減色法原理來成像的。
結構 現代的彩色感光材料都采用多層結構，即在片基或紙基（見支持體）上塗有多層感光乳劑。每一層乳劑都有特殊的性能，並能在沖洗加工後顯出一定的顏色。通常，彩色感光材料都含有三種乳劑層，即能感受藍光並在沖洗後顯出黃色的感藍層或成黃色層；感受綠光並在沖洗後顯出品紅色的感綠層或成品紅層，以及感受紅光並在沖洗後顯出青色的感紅層或成青色層。它們的排列順序則按感光材料的特性和要求而有所不同。彩色膠片的結構比黑白膠片的結構要復雜得多，除瞭其中要使用幾種成色劑以外，還需通過多層塗佈來實現。
彩色感光材料的各乳劑層中分別加入成色劑（黃成色劑、品紅成色劑和青成色劑）以達到上述要求，曝光後經彩色顯影同時得到銀的影像和彩色的影像，再經漂白將影像中的銀氧化為銀鹽，最後經定影同時去除影像中的銀鹽和未曝光部分的鹵化銀，即得鮮艷的彩色影像。
主要品種 彩色感光材料按成像原理可分為彩色負片、彩色正片、彩色反轉片和相紙；按用途可分為彩色民用膠片和彩色航空紅外片；按結構和加工方法可分為銀漂法彩色感光膠片（主要有負片、正片和相紙）和染印法彩色感光膠片（主要有反轉片）。
彩色負片 應用於拍攝客觀景物的彩色膠片，具有較高的感光度和較低的反差，其一般結構：上層為感藍層、中層為感綠層、底層為感紅層。在上層與中層之間有一黃色的濾色層，用以濾去藍光，以避免藍光對中、底層的幹擾；現代的高感光度彩色負片中感綠層和感紅層都是由二三層感光度不同的乳劑層組成。由彩色負片曝光以得負像，再印放到彩色正片或相紙上以得正像的整個過程是彩色感光材料的負-正過程（見彩圖）。彩色負片在拍攝曝光後三層感光乳劑分別對藍光、綠光和紅光感光，經彩色顯影後生成復像，再經漂白、定影後得到彩色的負像，即原景物中的彩色分別表現為其互補的顏色（由藍光曝光得到黃色，由綠光曝光得到品紅色，由紅光曝光得到青色）。
圖3 彩色負-正過程示意圖
a拍攝後彩色負片的三層乳劑分別對藍光、綠光和紅光感光 b負片經彩色顯影後，曝光部位同時生成銀和彩色的負像 c負片再經漂白、定影和水洗後即獲得彩色負像 c′將負像印放到彩色相紙或彩色正片上，從底片通過的光線使相紙或正片的相應部位曝光 d彩色相紙或彩色正片經彩色顯影，同時獲得銀和彩色的正像 e再經漂白、定影和水洗即得彩色正像
彩色正片 用於獲得正像的彩色膠片。彩色正片通過負像進行曝光，再經過彩色顯影使已曝光的部位被顯影，最後經過漂白和定影即得到彩色正像。彩色正片具有反差較高、顆粒較細和清晰度高的特點，現代的彩色正片都將感綠層作上層、感紅層作中層、感藍層作底層。
彩色相紙 是各種乳劑塗佈在紙基上制成的。將彩色負像放大到彩色相紙上以得到彩色照片。其結構與性能均與彩色正片相似，但有時將感紅層安排在最上面。
反轉型彩色感光材料 結構與彩色負片相似，經拍攝和特殊的反轉沖洗後可直接得到與景物顏色一致的彩色正像。反轉彩色片經拍攝曝光後，先經首次顯影（黑白顯影）使曝光部位形成銀像，再將膠片進行均勻曝光，並將未成銀像的部位進行彩色顯影，最後將銀像全部除去，便可得到與原景物彩色相一致的圖像。（見彩圖）
圖4 彩色反轉過程示意圖
a拍攝後三層乳劑分別對藍光、綠光和紅光感光 b首次顯影後曝光部位都轉變為顯影銀 c經均勻曝光和彩色顯影後，拍攝時各層未曝光的部位分別產生瞭黃、品紅和青色圖像 d再經漂白、定影去除瞭全部銀像，即獲得與原景物的彩色相一致的彩色圖像，可供放映
彩色紅外航空片 或稱假色片，用於航空攝影和空間攝影，特別是資源勘探、鑒別植物和識別軍事偽裝等。其中有一乳劑層采用感受紅外線的照相乳劑（即用紅外增感染料增感的照相乳劑），用這種彩色片拍攝景物所得影像的顏色與原景物的顏色有很大差別（圖1）。
銀漂法彩色膠片和相紙 大多用於彩色正像的拷貝（復制）或放大。采用與彩色負片相似的多層結構，上層感藍乳劑中含有黃色的偶氮染料（見染料），中層感綠乳劑中含有品紅的偶氮染料，底層感紅乳劑中則含有青色的偶氮染料，此類彩色膠片常用偶氮染料結構分別是：
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將此種膠片面對透明的彩色正像進行曝光，經黑白顯影可成銀影，再經定影把未曝光的鹵化銀除去，然後在特定的漂白浴中處理，偶氮染料中的偶氮基(─N＝N─)在影像銀的存在下可被漂白浴所漂白，而銀影再經處理除去，便可直接得到彩色正像。銀漂法彩色感光材料由於使用瞭偶氮染料，故彩色鮮艷，畫面不易褪色，清晰度較高。但其感光度較低，故隻能用於復制或放大，而不能用來直接拍攝景物。（見彩圖）
染印法彩色片 染印法是一種特殊的由底片制作彩色正像的方法（見彩圖）。染印法彩色片用於復制量很大的拷貝工作。在制作過程中，首先將彩色負像分解為黃、品紅、青三個分色負像，並分別印制成三個分色底片；由分色底片分別對三個用未堅膜(見感光乳劑塗佈)乳劑制成的模片（經特殊加工後乳劑層形成凹凸影像的膠片）進行印片曝光，模片經加工後便成具有凹凸影像的浮雕。在模片（圖2a）的沖洗過程中，首先進行堅膜顯影，即其曝光部位不僅發生顯影，同時該部位的明膠也發生硬化作用，而未曝光部位的明膠不發生硬化（圖2b），再經定影(圖2c)和漂白（圖2d），最後用熱水洗去未堅膜部位的明膠，便形成瞭浮雕(圖2e）。三個浮雕片各自用黃、品紅、青三種染料染色，並將染料疊印到一張空白片上，即得彩色影像。染印法可獲得鮮艷而堅牢的彩色畫面，但因制作過程復雜，目前已較少使用。
性能指標 對彩色感光材料的主要要求如下：
照相性能 對於多層彩色感光材料常不需分離而分別測定感藍、感綠、感紅三個乳劑層的照相性能，其中主要包括感光度和反差指數。
①感光度。為正確地表達景物的顏色，三層乳劑的感光度須一致。但往往由於制造與貯存的不當，三層乳劑層的實際感光度會有差異。在各種表示其差異的方法中，感光度平衡的概念（即三個乳劑層中，最大感光度與最小感光度之比）是較為方便的。理想值為1；凡小於2.3者，均視為合格品。
②反差指數。是不同曝光量在感光片上所產生的光密度差與相應曝光量對數差之比。對於三個分層來說也應一致。但實際上往往不盡相同，且用最大反差指數與最小反差指數之差，即反差平衡來表示。理想值為0；若大於0.20，即會引起彩色失真，無法校正。
此外，彩色感光材料的有效寬容度一般較小，僅在較小的曝光范圍內，顏色最飽和。過大或過小，都會降低。至於灰霧值，即未曝光而顯影後的光密度，各層也不相同，總灰霧值以最大者為準。
感色性能 要求各層乳劑感色范圍相互不重疊，以免影響彩色的還原。通常要求感藍峰450nm，感綠峰550nm，感紅峰在650nm左右。彩色正片的感光峰要求很窄，對於黃、品紅和青分別為450nm、540nm和690nm左右。
光譜吸收峰 三層乳劑中成色劑所形成的染料光譜吸收峰需有適當間隔。彩色負片的黃、品紅和青的吸收峰分別為450nm、540nm和690nm左右，而彩色正片分別對應於440nm、540nm和650nm左右。