Дополнительные, взаимодополнительные цвета — пары цветов (тонов хроматического спектра), оптическое смешение которых приводит к формированию психологического ощущения ахроматического тона (чёрного, белого или серого). Синоним понятия — противоположные цвета[1]. Термин «дополнительный цвет» тесно связан с введённым в колориметрию понятием основные цвета. В цветовом круге, впервые разработанном немецким художником Ф. О. Рунге в 1809 году, показано расположение противоположных тонов: красный — зелёный, оранжевый — голубой, жёлтый — фиолетовый. В каждой паре один цвет тёплый, другой — холодный. Расположенные рядом, они усиливают друг друга. На этом оптическом свойстве основана цветовая гармония, достигаемая с помощью нюансировки тёпло-холодных отношений, и возможность для живописца сравняться с природой в насыщенности и яркости тонов, поскольку светосила красок намного слабее соответствующих хроматических тонов (цветов) в природе. Поэтому одна из основ профессионального отношения к живописи — учитывание различий оптических и эстетических свойств цвета и краски. Каждая пара дополнительных цветов включает один из основных тонов спектра (их невозможно получить смешением красок): красный, жёлтый и синий. Другой тон каждой пары является производным от их смешения. Таким образом в каждой паре есть общий полутон, благодаря которому и возникает цветовая гармония или «хроматическая гамма». Темперированный хроматический ряд в живописи сродни понятию музыкальной гармонии[2][3].
Однако существуют принципиальные различия взаимодействия дополнительных цветов в оптике и живописи. В оптике действует принцип аддитивного (слагательного) смешения длин световых волн. Живописец использует противоположный — субтрактивный (вычитательный) способ смешения цветов, основанный на различиях степени отражающей способности окрашенной поверхности, когда один цвет частично поглощается, а другой в большей степени отражается поверхностью холста, бумаги или дерева. Другими словами живописец имеет дело не с потоками света непосредственно, а с красками, имеющими собственные физические и химические характеристики. Именно поэтому оптическое смешение дополнительных цветов даёт белый тон, а аналогичное смешение красок — грязно-серый. Живописцы также хорошо знают, что по той же причине смешивать на палитре более двух-трёх красок нежелательно, поскольку тоже получается грязь. Эти различия, в частности, объясняют все неудачи с созданием светомузыкального искусства, поскольку простая синхронизация окрашенного света, звука и краски на основе длин световых волн и гармонизации тональных интервалов оказывается невозможной[4].
При совместном действии потока фотонов равной интенсивности всех длин волн видимого спектра на зрительный аппарат человека возникает ощущение белого, неокрашенного света.