一、颜色恒常性
相机的白平衡来源于人类视觉的颜色恒常性，即人类视觉系统在不同光谱的光源照明下，维持物体色不变的机制。如图，暖光到冷光的光源色温变化中，人眼始终将白衣服感知为中性色，这一现象被称为颜色恒常性；
二、相机传感器在不同光源下的输出
而相机传感器无此特性，仅被动记录物理光信号，以 RGB 传感器为例，这将导致图像中白衣服的RGB值随光源变化而偏移。
三、图像参考白点
当我们观察显示器上的图像时，由于显示器是自发光设备，与周围照明环境并无关联，故人类视觉系统无法获得必要的信息，导致颜色恒常性机制失效。
因此，显示器需要一种固定的基准白色，而要使显示器显示这种白色或灰色等中性色，需满足R=G=B的条件。
当我们使用显示器直接观察上述三种照明环境下相机传感器输出的图像时，由于衣服对应的 RGB 值出现变化，导致显示器上的衣服也呈现出三种不同的颜色。而我们在照片拍摄现场观察到的衣服，不受照明环境影响，几乎始终是白色的。
四、自动白平衡 —— 使相机具备颜色恒常性机制
鉴于图像传感器不具备类似人眼的颜色恒常性机制，彩色数字相机中常设置自动白平衡功能，通过算法自动调整图像 RGB 三通道像素值之间的比例，使景物中的中性色对应的 RGB 数值相等，以便在显示器上依然还原为中性色，以此来模拟人类视觉的颜色恒常性。