De Young-Helmholtz-theorie (gebaseerd op het werk van Thomas Young en Hermann von Helmholtz in de 19e eeuw), ook bekend als de trichromatische theorie, is een theorie over trichromatisch kleurenzien – de manier waarop het visuele systeem aanleiding geeft tot de fenomenologische ervaring van kleur. In 1802 postuleerde Young het bestaan van drie soorten fotoreceptoren (nu kegelcellen genoemd) in het oog, die elk gevoelig waren voor een bepaald bereik van zichtbaar licht.
Hermann von Helmholtz werkte de theorie in 1850 verder uit: dat de drie soorten kegelfotoreceptoren kunnen worden geclassificeerd als kort-preferent (violet), midden-preferent (groen) en lang-preferent (rood), afhankelijk van hun reactie op de golflengten van het licht dat op het netvlies valt. De relatieve sterkte van de signalen die door de drie soorten kegeltjes worden waargenomen, wordt door de hersenen geïnterpreteerd als een zichtbare kleur.
Geel licht gebruikt bijvoorbeeld verschillende verhoudingen rood en groen, maar weinig blauw, zodat elke tint afhangt van een mix van alle drie de kegeltjes, bijvoorbeeld een sterke rood-gevoeligheid, een gemiddelde groen-gevoeligheid, en een lage blauw-gevoeligheid. Bovendien kan de intensiteit van kleuren worden veranderd zonder hun tint te veranderen, aangezien de intensiteit afhangt van de frequentie van de ontlading naar de hersenen, aangezien een blauwgroene kleur helderder kan worden gemaakt maar dezelfde tint kan behouden. Het systeem is niet perfect, want het onderscheidt geen geel van een rood-groen mengsel, maar kan subtiele veranderingen in de omgeving krachtig waarnemen.In 1857 gebruikte James Maxwell de pas ontwikkelde Lineaire algebra om de theorie van Young-Helmholtz te bewijzen.
Het bestaan van cellen die gevoelig zijn voor drie verschillende golflengtebereiken (het gevoeligst voor geelgroen, cyaangroen en blauw – niet rood, groen en blauw) werd voor het eerst aangetoond in 1956 door Gunnar Svaetichin. In 1983 werd deze theorie gevalideerd in menselijke netvliezen in een experiment door Dartnall, Bowmaker en Mollon, die microspectrofotopische metingen verkregen van kegelcellen in één oog. Eerder bewijs voor de theorie was verkregen door te kijken naar licht dat werd weerkaatst door de netvliezen van levende mensen, en naar de absorptie van licht door netvliescellen die uit lijken waren verwijderd.