彩色合成的原理主要涉及到光的三基色原理，即紅、綠、藍三種顏色是加色法的基本原理，通過這三種顏色的不同比例混合可以產生幾乎所有自然和人造的顏色。在顏色合成技術中，有兩種主要的合成方法：
真彩色合成。這種方法通過使用紅、綠、藍三種顏色的濾光片拍攝同一地物的三張圖像，然後分別賦予這三種顏色進行合成，以得到接近天然色的顏色。這種方法通常用於遙感影像合成，其中圖像可能不是由這三種波段直接獲取的。
假彩色合成。這種方法用於處理那些多波段攝影中不是由三原色波長範圍內獲取的圖像，如紅外波段等。在這種合成中，圖像的整個亮度值被分割為若乾等量間隔，並為每個間隔賦予一種顏色，從而得到假彩色密度分割圖像。
此外，在彩色攝影中，還使用了減色法來合成顏色，這種方法通過使用濾色鏡吸收或透過不同顏色的光，從而在膠片上形成不同的顏色。