在色彩科学中，主波长（dominant wavelength, 与此和相应的互补波长complementary wavelength）是用单色光谱光表征任何光混合物的方式，这引起了色调的相同（以及相应的相反）感知。 对于给定的物理混合光，主波长和互补波长不是完全固定的，而是根据照明光的精确颜色（称为白点）而变化，这是由于视觉的颜色恒定性。
定义
在CIE颜色坐标空间上，可以推出在给定颜色的点和光源颜色点之间绘制的直线，以便它与空间的两个点的交点相交。 接近所讨论颜色的交点揭示了颜色的主波长作为该交点处纯光谱颜色的波长。 色空间相反侧的交点给出了互补波长，当以正确的比例添加到所讨论的颜色时将产生发光体的颜色（因为发光点必须位于直线上的这些点之间在CIE空间中，根据刚刚给出的定义）。
在没有指定特定光源的情况下，通常讨论相对于几个“白色”标准光源之一的主波长，例如等能量（平坦光谱）或诸如6500K的色温。 为了这个几何讨论的目的，可以在马蹄形CIE 1931色彩空间和HSV色彩空间的圆形切片之间观察到类比，其中（1 / 3,1 / 3）处的CIE平坦白色点类似于（0,0）处的HSV白点。 这种比较澄清了HSV空间使用中常见的色调和互补色的想法的推导。
说明
色彩的心理感知通常被认为是撞击在视网膜的光感受器上的光频率的功率谱的函数。 在纯光谱光（也称为单色光）的最简单情况下，光的光谱仅在一个窄频带峰中具有功率。 对于这些简单的刺激，存在连续的感知颜色，其随着窄带峰值的频率改变而改变。 这是众所周知的彩虹光谱，其范围从一端的红色到另一端的蓝色和紫色（分别对应于电磁辐射可见范围的长波长和短波长极值）。
然而，自然界中的光几乎不会是纯粹的单色; 大多数自然光源和来自自然物体的反射光包含具有复杂轮廓的光谱，在许多不同的频率上具有变化的功率。 天真的观点可能是，因此所有这些不同的复杂光谱都会产生完全不同于那些在纯光谱光的彩虹中诱发的色觉。 人们可以直观地看到这是不正确的：尽管它们可能比它们在彩虹中更暗或饱和，但在自然界中几乎所有的色调（紫色是例外，见下文）均表现在纯彩虹光谱中。 它是如何将自然界中的所有复杂光谱在彩虹中浓缩为色调，这只代表简单的单色谱带峰值光谱？ 这是眼睛设计的结果：视网膜中的三种颜色感光器（锥体）将光谱中的信息降低到三个活动坐标。 因此，许多不同的物理光谱在心理上会聚到相同的感知颜色。 实际上，对于任何单一颜色感知，功率/频率域中都有一个映射到该颜色的整个参数空间。
对于自然光的许多功率分布，映射到相同颜色感知的谱集合还包括在单一频率下为窄带的刺激; 即纯光谱光（通常带有一些平坦光谱白光加入去饱和）。 这种纯光谱光的波长将引起与给定的复杂光混合物相同的颜色感知，是该混合物的主要波长。
请注意，由于紫色（红色和蓝色/紫色的混合物）不能是纯光谱色，因此不会将颜色混合感知为紫色，因此可以指定适当的主波长。 然而，紫色混合物可以在绿色范围内，在白色点的相反侧被分配适当的互补波长，并且沿着紫色线被称为“主导色调”作为非光谱坐标。 请参见CIE以了解颜色空间的标准表示形式，其中边框由代表纯光谱色彩的马蹄形曲线组成，其中一条直线完成沿着底部的周边并表示极端红色和蓝色/紫色的混合物，从而赋予纯色紫色。 相同的论点适用于互补色; 对于CIE色彩空间的绿色区域中的许多坐标，存在适当的主波长但没有适当的互补波长，但是存在互补的紫色色调。