色彩深度（Color depth）也称为位深度，可以是用于指示单个像素的颜色的位数，位图图像或视频帧缓冲区中的位数，或者是用于单个像素的每个颜色分量的位数。 对于消费者视频标准，例如高效视频编码（H.265），位深度指定用于每个颜色分量的位数。 当提到一个像素时，这个概念可以定义为每像素位数（bpp），它指定了使用的位数。 当涉及颜色分量时，可以将该概念定义为每分量的位数，每个通道的位数，每种颜色的位数（所有三个缩写的bpc）以及每像素分量的位数，每个颜色通道的位数或每个样本的位数（bps）。 颜色深度只是颜色表示的一个方面，表达了如何精细地表达颜色水平（又称颜色精度）; 另一方面是可以表达多种颜色的范围（色域）。 色彩精度和色域的定义都是通过色彩编码规范来完成的，该色彩编码规范将数字代码值分配给色彩空间中的位置。
索引颜色
主要文章：索引颜色
在颜色深度相对较低的情况下，存储的值通常是表示彩色图或调色板（矢量量化形式）的索引的数字。 调色板中可用的颜色可以通过硬件修复或通过软件修改。 可修改的调色板有时被称为伪彩色调色板。 调色板本身有一个颜色深度（每个条目的位数），而最好的VGA系统只提供了一个可以选择颜色的18位（262,144色）调色板，所有彩色Macintosh视频硬件都提供了24位（16位百万色）调色板。
1位颜色（21 = 2种颜色）：单色，通常是黑色和白色，紧凑Macintoshes， Atari ST 。
2位颜色（22 = 4种颜色）：CGA，早期NeXTstation灰阶，彩色Macintoshes， Atari ST 。
3位颜色（23 = 8色）：许多带电视显示器的早期家用电脑，包括ZX Spectrum和BBC Micro
4位彩色（24 = 16色）：由EGA和最低分辨率VGA标准在更高分辨率下使用，彩色Macintoshes， Atari ST ，Commodore 64，Amstrad CPC。
5位颜色（25 = 32色）：原始Amiga芯片组
6位色（26 = 64色）：原始Amiga芯片组
8位颜色（28 = 256色）：大多数早期颜色的Unix工作站，低分辨率VGA，Super VGA，彩色Macintoshes，Atari TT，Amiga AGA芯片组，Falcon030，Acorn Archimedes。
12位颜色（212 = 4096色）：一些Silicon Graphics系统，Color NeXTstation系统以及HAM模式下的Amiga系统。
旧的图形芯片，特别是家用电脑和视频游戏机中使用的图形芯片，通常可以使用不同的调色板（每个精灵和瓷砖），以便增加同时显示的颜色的最大数量，同时最小化使用昂贵的存储器带宽）。 例如，在ZX Spectrum中，图像以双色格式存储，但这两种颜色可以分别为每个8×8像素的矩形块定义。
直接的颜色
一个典型的计算机监视器和视频卡可以为每个R / G / B色彩通道提供8位色彩精度（256个输出电平），用于整个24位色彩空间（或32位空间，带有alpha透明度位，对色彩精度影响不大），尽管较早的标准提供每通道（64级）6位或更少; DVD视频和蓝光光盘标准支持具有4：2：0色度子采样的每色8比特深度的视频YCbCr。
8位颜色
一个非常有限但真正的直接彩色系统，每个R和G分量有3位（8个可能的级别），并且字节像素到B分量（4级）的剩余两位允许256（8× 8×4）不同的颜色。 正常的人眼对蓝色成分比对红色或绿色不敏感（眼睛受体的三分之二处理较长的波长），所以它被分配比其他一点少一点。 在二十世纪九十年代早期至中期用于MSX2系列计算机等等。
不要混淆8bpp的索引颜色深度（虽然可以通过选择适当的表格在这样的系统中进行模拟）。
高色彩（15/16位）
高颜色支持三种RGB颜色的15/16位。 在16位直接色彩中，每个R，G和B分量可以有4位（16种可能的色阶），加上可选的4位alpha（透明度），可以实现4,096（16×16×16）种不同的颜色有16个级别的透明度。 或者在某些系统中，每个颜色分量可以有5位，alpha值为1位（32768色，只是完全透明）。 或者红色可以有5位，绿色可以有6位，蓝色可以有5位，对于没有透明度的65536种颜色。 这些颜色深度有时用于带彩色显示屏的小型设备，例如移动电话。
每个颜色分量具有5位或更多位的变体有时被称为高颜色，有时被认为足以显示照片图像。
18位
几乎所有最便宜的液晶显示器（如典型的扭曲向列型液晶）都提供18位色彩（64×64×64 = 262,144种组合）以实现更快的色彩转换时间，并使用抖动或帧速率控制来近似24位每像素真彩色，或完全丢弃6位色彩信息。 更昂贵的LCD（通常是IPS）可以显示24位或更大的颜色深度。
真彩色（24位）
真彩色支持24位RGB三种颜色。 它提供了一种在RGB色彩空间中表示和存储图形图像信息（特别是在计算机处理中）的方法，使得可以在图像中显示大量的色彩，阴影和色调，例如高质量照相图像或复杂的图形。 通常，真彩色的含义是256种红色，绿色和蓝色，共224种，或者2563种或1677716种颜色变化。 人眼可以辨别多达一千万种颜色。 眼睛中的色彩处理通过视网膜锥形细胞发生，其具有三种类型，但不对应于红色，绿色和蓝色色调。
“真彩色”也可以指不需要颜色查找表（CLUT）的RGB显示模式。
对于每个像素，通常每个通道使用一个字节，而第四个字节（如果存在）用作Alpha通道，数据或忽略。 字节顺序通常是RGB或BGR。 有些系统每通道存在8位以上的数据，这些通常也被称为真彩色（例如48位真彩色扫描仪）。
即使使用真彩色，单色图像由于单通道而限制在256级，但有时仍会显示可见的带状伪影。
与其他RGB颜色模型一样，真彩色不能在RGB色彩空间（通常为sRGB）的色域外表现颜色。
Macintosh系统将24位颜色称为“数百万种颜色”。
RGBA色彩空间或32位色彩是真彩色的一种变体，其中附加的8位分配给透明度，并指示叠加在其他元素上时颜色分配的元素的透明度。
深色（30/36/48位）
深色包含十亿或更多的颜色。 xvYCC，sRGB和YCbCr色彩空间可用于深色系统。
深色支持三种RGB颜色的每像素30/36/48位，也被称为 10/12/16 每通道位/颜色/组件/样本。 使用相同精度的Alpha通道，每个像素将变为40/48/64位。 每个元件10位视频卡（30位彩色RGB）在20世纪90年代后期开始上市。 一个早期的例子是Macintosh的Radius ThunderPower卡，其中包括QuickDraw和Adobe Photoshop插件的扩展，以支持编辑30位图像。
在32位像素中使用多于24位的实际颜色数据的系统存在，但其中大多数选择30位实现并使用两位填充，以便每个通道可以具有甚至10位颜色，类似到许多HiColor系统。 10位专业视频显示器实际上每个颜色通道提供10位，黑色使用95，白色使用数值为685。 从685到1023的值用于“白色比白色”图像如眩光，镜面高光和类似的细节。
虽然一些高端图形工作站系统以及SGI使用这类系统的附件（如SGI）一直使用每通道8位以上（如12或16位（36位或48位颜色）），但这种颜色最近深度只能进入整个市场。
随着位深度逐渐超过每通道8位，一些系统使用额外的位来存储比可以一次显示的更多的强度范围，如高动态范围成像（HDRI）。 浮点数是超过“完整”白色和黑色的数字。 这允许图像精确描绘强烈编辑后相同色彩空间中的太阳强度和深度阴影以减少失真。 各种型号描述了这些范围，许多采用每通道32位精度。 1999年工业光魔发布了OpenEXR图像文件格式，作为支持16位每通道半精度浮点数的开放标准。
高效视频编码（HEVC）定义了Main 10配置文件，该配置文件允许每个采样8位到10位的位深度以及4：2：0色度子采样。 每样品8位允许每原色256色（总共1678万色），而每样品10位允许每原色1024色（总共10.7亿色）。 该 主要 10基于提案JCTVC-K0109在2012年10月HEVC会议上增加了10个配置文件，该提案建议将10位配置文件添加到HEVC以用于消费者应用。 该提案指出，这是为了提高视频质量，并支持建议书。 2020年色彩空间将被超高清电视使用。 HEVC的第二个版本有五个配置文件，允许每个采样8位到16位的位深度。
工业支持
HDMI 1.3规范定义了30位（10.33亿色），36位（68.71亿色）和48位（281.5万亿色）的位深度。 在这方面，2006年后制造的Nvidia Quadro显卡支持30位深色，Radeon HD 5900系列的某些型号（如HD 5970）也支持30位深色.ATI FireGL V7350显卡支持40位和48位颜色。
DisplayPort规范还支持大于24 bpp的颜色深度。
在WinHEC 2008上，微软宣布在Windows 7中支持30位和48位色彩深度以及宽色域scRGB（可以转换为xvYCC输出）。
电视的颜色
几乎所有的电视显示器和电脑显示器都通过改变三种原色的强度来形成图像：红色，绿色和蓝色。 例如，明亮的黄色由大致相等的红色和绿色贡献形成，几乎没有蓝色贡献。
虽然四色色素存在，但增加色彩原色的数量可以增加显示器可以再现的色域，尽管这是否导致与人眼差异尚未证实，因为人类主要是三色光。 最近的技术，如德州仪器的BrilliantColor，增加了典型的红色，绿色和蓝色通道，以及多达三种其他的初级：青色，品红色和黄色。 三菱和三星等在一些电视机中使用这种技术来扩展可显示颜色的范围。 Sharp Aquos系列电视机引入了Quattron技术，该技术通过一个黄色子像素增强了通常的RGB像素元件。 另见调色板列表。
无论是彩色还是单色，模拟CRT都使用不具有固定数量强度的连续电压信号。