HSI颜色模型是从人的视觉系统出发，用色调（Hue）、色饱和度（Saturation或Chroma）和亮度（Intensity或Brightness）来描述色彩。

色调H由角度表示，它反映了颜色最接近什么样的光谱波长，即光的不同颜色。通常假定 0°表示的颜色为红色，120°为绿色，240°为蓝色。从 0°～360°的色相覆盖了所有可见光谱的彩色。饱和度S表征颜色的深浅程度，饱和度越高，颜色越深。饱和度参数是色环的原点（圆心）到彩色点的半径的长度。在环的边界上的颜色饱和度最高，其饱和度值为 1，在中心的饱和度为 0。亮度I是指光波作用于感受器所发生的效应，其大小由物体反射系数来决定，反射系数越大，物体的亮度越大，反之越小。如果把亮度作为色环的垂线，那么HSI颜色模型可以用一个圆锥空间模型来描述。

HSI模型和RGB模型的转换：对任何三个归一化到[0,1]范围内的RGB值，其对应的HSI模型中的H，S，I分量可由式（1.1）计算。

HSI模型在许多处理中有其独特的优点：

第一，在HSI模型中，亮度分量与色度是分开的，I分量与图像的彩色信息无关；

第二，在HSI模型中，色调H和饱和度S的概念相互独立并与人的感知紧密相连。这些特点使得HSI模型非常适合基于人的视觉系统对彩色感知特性进行处理分析的图像算法。