גם טיטרציה וגם קולורימטריה משתמשים בדרך כלל בתצפיות צבע כדי לקבוע את הכמות הלא ידועה של חומר. עם זאת, המנגנון הבסיסי הגורם לצבע הנצפה שונה עבור כל שיטת מעבדה.
חומר בעל ריכוז ידוע, חומצה למשל, מתווסף לחומר בעל ריכוז לא ידוע, בסיס ל לדוגמא, עד שמחוון עובר שינוי צבע המראה שהחומצה והבסיס נמצאים בשיעור ידוע. על ידי מדידת נפח החומצה שנוספה במהלך הטיטרציה, ניתן לחשב את כמות הבסיס הנוכחית.
חומרים שונים סופחים אורכי גל ספציפיים של אור, ומשאירים את הצבעים המשלימים. כאשר האור עובר דרך חומר בריכוז לא ידוע, כמות האור הנספגת פרופורציונאלית לכמות החומר הקיים. אז ניתן לחשב את הריכוז על ידי כושר הספיגה הנמדד או עוצמת הצבע הנצפית.
שינוי הצבע שנצפה במהלך טיטרציה מצביע על כך ששני החומרים המעורבים היו ביניהם אינטראקציה בצורה מסוימת. ניתן לחשב את הכמות הלא ידועה של חומר אחד מתוך הכמות הידועה של החומר האחר. עוצמת הצבע הנצפית במהלך קולורימטריה מצביעה על כמות האור הנספגת בחומר הנתון ובהרחבה על כמות החומר הקיים.
