Não há diferença estrutural visível nos olhos de alguém com daltonismo (mais precisamente denominado deficiência de visão de cores). Os olhos parecem idênticos no exame. A diferença está a nível celular—nos fotorreceptores de cones da retina.
A retina contém três tipos de cones, cada um sensível a diferentes comprimentos de onda da luz:
O cérebro compara os sinais desses três tipos de cones para criar todo o espectro da percepção de cores.
Na deficiência de visão de cores, um ou mais tipos de cones estão ausentes, funcionando mal ou têm sensibilidade espectral deslocada. Isso é geralmente genético (recessivo ligado ao X, afetando ~8% dos homens e ~0,5% das mulheres) mas também pode ser adquirido por doença ocular, medicamentos ou envelhecimento.
Embora não haja cura para formas hereditárias, lentes especiais com coloração e aplicativos para smartphone podem melhorar a discriminação de cores para tarefas diárias.