Cá là nhóm động vật có màu sắc rất đa dạng. Cá biển có nhiều màu sắc hơn cá sông (cá nước ngọt), do môi trường sống và sinh tồn. Để né tránh kẻ thù mạnh hơn mình, cá phải có màu sắc hòa lẫn vào môi trường. Đáy sông thường có màu xanh xám, do vậy cá hồi sông có màu lục nhạt tái trên lưng giúp nó rất khó bị chim săn mồi nhìn thấy. Còn bụng của nó có màu trắng để lẫn với ánh sáng mặt trời, khiến kẻ thù bơi phía dưới không nhìn thấy. Tương tự với cá ở vùng biển lạnh do môi trường mờ đục. Cá biển nhiều màu sắc là loại sống ở vùng biển nóng và chúng thường sống gần các bãi rạn san hô, có màu sắc rực rỡ[14].

Và những loài cá nhỏ sống quanh các rạn san hô dưới lòng đại dương có khả năng phân biệt được nhiều màu sắc mà con người không thể do môi trường sống của loài cá cảnh này là những vỉa san hô vốn có màu sắc sặc sỡ nhất trên thế giới, do vậy, chúng có thể phân biệt những màu sắc mà con người không thể. Tuy nhiên, do môi trường đại dương luôn là một màu xanh biếc, nên việc cảm nhận về màu sắc của những loài cá này cũng chịu sự tác động của màu xanh nước biển.

Đối vơi các loài cá cảnh, chúng được lai tạo để có rất nhiều màu sắc, do chọn giống, cá vàng đã phát triển thành nhiều giống cá vàng khác nhau và hiện có nhiều màu sắc và hoa văn đa dạng, có hình dạng và kích thước khác nhiều do với giống cá diếc được thuần hóa ban đầu. Cá vàng còn có thể thay đổi màu sắc theo phổ ánh sáng trong bể nuôi (cá huỳnh quang). Cá sống trong bể tối sẽ có màu nhạt hơn vào các buổi sáng và sẽ dần mất màu theo thời gian. Cá Xiêm được biết đến như một loài cá cảnh có màu sắc sặc sỡ với bộ vây chảy dài tuyệt đẹp nhưng màu sắc tự nhiên cá xiêm hoang dã chỉ là màu xanh lá cây xỉn (dull green) và màu nâu, ngoài ra bộ vây của cá xiêm hoang dã tương đối ngắn, do quá trình lai tạo chúng ngày càng có màu sắc sặc sỡ và bộ vây dài hơn như những các giống cá xiêm: Veiltail, Delta, Superdelta, Halfmoon.

Một trong những loài cá cảnh nhiều màu sắc là cá chép Koi.Ở cá chép Koi, sự phát triển màu sắc của cá Koi là rất khó đoán bởi vì nó bao hàm rất nhiều yếu tố. Màu sắc thấy được ở cá Koi được sản sinh ra từ 3 sắc tố màu. Những sắc tố này chứa trong những tế bào sắc tố được gọi là Chromataphores. Ba sắc tố này là đỏ, đen vàng. Một Chromataphore chỉ chứa một loại màu. Dưới kính hiển vi thì Chromataphore được thấy như là một hạt cây. Toàn bộ những màu sắc chúng ta thấy ở cá Koi đều là sự pha trộn lẫn của những màu sắc trên.

Màu cam là sự pha trộn của màu Chromataphore đỏ vàng, nâu là sự pha trộn của đen, vàng và đỏ. Vị trí của Irridocytes trên da của cá Koi sẽ tác động đến độ tương phản của da cá. Nếu những tế bào này nằm toàn bộ trên bề mặt da cá thì cá sẽ có màu ánh kim loại (tương tự dòng Yamabuki và dòng bạch kim-Platinum). Nếu chúng nằm ở dưới cùng của lớp da thì da cá sẽ có định dạng lưới (giống Matsuba). Trong một vài trường hợp, sự kết hợp giữa Irridocytes và Chromataphores sẽ sản sinh ra những màu sắc tương phản như vàng khối ở trên bề mặt. Màu xanh dương là kết quả của màu đen nằm ở dưới lớp da và tế bào Irridocytes nằm ở giữa lớp da.

Giống như Irridocytes, Chromataphores có thể ở trên bề mặt của da cá, nhưng ngay lập tức có thể chìm xuống dưới da. Nếu lớp tế bào Chromataphores rất dầy ở da thì màu sắc cũng sẽ dầy theo. Tuy nhiên, vị trí của Chromataphores tác động đến sự ổn định của màu sắc. Chromataphores ở bề mặt da thường sẽ tạo nên sự bất ổn định màu sắc bởi vì ó có thể mất đi do va chạm hoặc khi cá già. Nhưng tế bào này ở dưới da sẽ ổn định hơn và khó bị tổn hại hơn. Lý tưởng nhất là lớp tế bào này ở dưới da và trên da đều dầy. Điều này sẽ tạo nên cả sự ổn định và màu sắc đậm cho cá. Chromataphores là lớp tế bào chỉ giữ sắc tố màu mà không thể sản sinh ra chúng. Chính vì thế con cá phải tiêu thụ chúng.

Trong giới hạn của một hồ cá Koi, sẽ không đủ dạng thức ăn tự nhiên chứa những sắc tố cần thiết cho cá koi, vì vậy, thức ăn tăng màu cho cá koi là rất quan trọng. Như đối với mọi loại thức ăn cho cá koi, thức ăn tăng màu có chất lượng cao sẽ bảo đảm cho các tế bào màu sắc được định hình và cá có thể hấp thụ vào cơ thể chúng. Tế bào sắc tố trong bữa ăn, Carotenoids là chất duy trì sự ổn định của màu sắc. Chất này được tìm thấy nhiều ở trong thịt tôm và thịt cá và có nhiều tế bào giữ màu ở tảo Spirulina, Canthaxanthin, một loại thức ăn phụ gia thông thường.

Nếu thức ăn tăng màu không được cho cá Koi ăn, thì lớp tế bào Chromataphores sẽ không được làm đầy với các chất giữ màu và con cá koi trông sẽ nhợt nhạt với màu sắc xấu. Điều này có thể dẫn đến một con cá Koi có chất lượng cao trở thành bình thường. Cho ăn thức ăn tăng màu sẽ làm cá phẩm chất tốt trở nên tốt nhưng không thể biến một con cá phẩm chất kém thành phẩm chất tốt. Bí quyết để nuôi cá Koi và cho phép màu sắc của nó phát triển một cách tự nhiên, là cho ăn đều đặn giữa các loại thức ăn, trong đó có thức ăn tăng màu với một định lượng nào đó trong một thời gian liên tục cho tới khi cá trưởng thành.

Nếu vội vã cho ăn nhiều, cá Koi sẽ kết thúc phát triển màu sớm mà thực tế trong tự nhiên nó chưa thể hoàn thành. Khi mà Chromataphores đã lấp đầy các tế bào màu, sự dư thừa tế bào màu sẽ tràn qua các nơi khác trên thân của cá Koi. Đó là lý do tại sao một số vùng trắng của cá Koi trở thành màu hồng, đó là sự hình thành tạm thời của Erythrin. Tế bào này không thể được hấp thụ trong Chromataphores và sẽ nhanh chóng biến mất khi thức ăn tăng màu được giảm xuống.

Tiêu chuẩn về màu được người Nhật đặt tên như sau:

1. Trắng pha Đỏ = Kohaku.
2. Trắng pha Đỏ+Đen = Showa Sanke.
3. Trắng pha Đen = Utsurimono.
4. Đen pha Trắng = Shiro Bekko.
5. Vàng pha Đen = Ki Utsuri.
6. Bạch kim hoặc Vàng kim = Kinginrin.
7. Xám bạc = Asagi
8. Trắng, trên đỉnh đầu có một vòng tròn Đỏ = Tancho.
9. Những giống khác như: Sanke, Ogon, Shusui, Matsuba, Chagoi, Soragoi, Karasu (nâu quạ), Taisho Sanke, Koromo, Kawarimono.

Loại Beni (Hi hoặc đỏ, chữ Nhật: hi/緋) có thể được kết hợp với nhau, được gọi là mảng màu cam và mảng màu đỏ (Hi plate). Hai loại màu đỏ này có thể xác định được khi cá Koi còn nhỏ. Mảng màu đỏ (Hi plate) sẽ đem đến cho Tosai một vẻ sang đẹp màu tím–đỏ. Đối với những con cá nhỏ mang càng nhiều vẻ đẹp màu sắc của cá Koi trưởng thành thì càng ít và sẽ không có được vẻ đẹp sang bong và tinh tế ở cá Koi khi chúng trưởng thành. Nhiều người cho rằng loại Hi này sẽ nhanh chóng bị mất đi vẻ đẹp dưới chế độ nuôi và quản lý hồ không tốt.

Đối với những nhà nhân giống cá Koi, nó sẽ trông như là mảng Hi hòa vào trong mảng trắng nơi mà nhị màu gặp nhau (Sashi). Loại Hi này sẽ nhanh chóng bị phá vỡ, hình thanh nên những điểm Hi rời rạc tách rời khỏi mảng Hi chính (Tobi Hi). Khi cá bơi và cơ thể cong lại, những cạnh trắng giữa những vẩy Hi cũng dễ dàng nhận thấy. Một con cá Koi chất lượng sẽ có nhiều lớp màu sâu dưới da, chính vì vậy loại màu đỏ dựa vào Hi plate này nên tránh.

Loại màu đỏ thứ 2 là loại Hi plate dựa vào màu cam. Những con Koi nhỏ thường có màu cam và các mảng màu chưa hoàn thành. Người chơi cá Koi nói chung sẽ tránh loại Hi này bởi vì nó trông không bắt mắt. Chính loại mảng da cam này là loại được ưa thích hơn bởi vì dưới sự chăm sóc và quản lý hồ cá koi đúng đắn, nó sẽ ổn định hơn và đậm hơn theo thời gian. Nó cũng sẽ tinh tế hơn và duy trì sự tươi trẻ cho cá Koi lâu hơn.

Vì cá Koi được cho vào ao bùn thuần là để nâng cao sự phát triển kích thước cá, sự phát triển màu sắc sẽ tạm thời bị bỏ qua. Khi con cá được bắt lên từ ao bùn, nó sẽ trông rất mờ nhạt, sumi sẽ như là màu xám và Shiroji (白地) sẽ có màu kem. Điều này là bình thường và các nhà lai tạo sẽ giữ những con tốt nhất mà họ gọi là Tategoi và để màu của chúng phát triển theo thời gian. Bởi vì thị trường đỏi hỏi những màu sáng đẹp, nhiều nhà lai tạo đã chọn cách đem toàn bộ số cá Koi còn lại cho vào hồ xi măng và cho thức ăn tăng màu để chúng mau chóng đẹp lên. Trong quá trình như vậy, sự phát triển sẽ phải hi sinh để những mảng màu Hi đó có thể hoàn thiện sớm hơn.

Màu của biến thể Hi (không phải mảng màu), có xu hướng phát triển từ đầu cho tới đuôi. Những biểu hiện ban đầu của Hi kém chất lượng có thể dễ dàng nhận ra với 3 cách, đó là từ đầu cá, từ Kiwa, hoặc từ tổng thể chất lượng kém của các mảng màu Hi. Ba cách này đều như nhau nhưng tổng thể chất lượng kém của cả mảng màu Hi là đáng để tâm nhất và nó có thể biến một con cá hoàn hảo trở nên một con cá vô giá trị trong vòng vài tuần. Hi chất lượng kém đánh giá theo Kiwa là đều hơn và nhiều khả năng chỉ ra được những dấu hiệu sẽ xảy ra khi đánh giá một con cá koi nhỏ.

Những đường Hi mờ có thể được tìm thấy quanh những cạnh của Kiwa. Hi bắt đầu kém chất lượng đi xung quanh khoảng màu cuối, thể hiện một chút màu trắng hoặc chỉ một chút màu sáng. Nếu những mảng Hi nàymất đi có thể phân biệt với Hi-kui là một loại bệnh. Phần lớn các kiểu thoái hóa của Hi là do gene của con cá hoặc do tác động của điều kiện nuôi. Trong tất cả các loại thì loại Hi màu đỏ tía là loại ít ổn định nhất, loại có màu cam hơn thì sẽ ổn định hơn và tốt hơn để giữ màu, nhưng đối với tất cả các loại thì đều có thể bị vỡ. Một vài con cá koi dễ bị tổn thương và sẽ mất màu khi có sự tác động của điều kiện sống, khi điều kiện sống trở lại bình thường thì sự tổn thương sẽ dừng lại. Tuy nhiên nó có thể mờ dần từ những vết mất màu đầu tiên.

Biến thể Sumi (墨) xuất hiện ở Showa (昭和), Sanke (三色/tam sắc), Utsurimono (写り物) hoặc Bekko (べっ甲) vẫn còn chưa rõ. Sumi thông thường là lặn ở những con cá Koi nhỏ, và sẽ trông hơi xanh lợt. Loại Sumi ẩn này có thể xuất hiện theo thời gian và trở nên đen như màu mực tàu. Hoặc một vài vệt xanh lợt này sẽ biến mất hoàn toàn. Có một số trường hợp ở cá Koi nhỏ, Sumi sẽ nổi bật lên, loại Sumi này có thể biến mất hoặc trở nên mờ đi và kém hấp dẫn. Đối với các nhà phát triển Koi, Sumi sẽ phát triển trong khi Hi thì vẫn như vậy hoặc có mở rộng ra không đáng kể.

Một quy luật chung của Sumi là càng phát triển đẹp và kết thúc sớm thì càng có chất lượng kém về sau. Nó có thể giữ nguyên chất lượng Sumi kém, nó cũng có thể vỡ ra thành Jari Sumi hoặc nó có thể biển mất. Khi đánh giá một con cá Koi nhỏ, những Sumi ẩn sẽ được ưa thích hơn bởi vì nó chỉ ra những có hội tốt hơn để trở nên dầy màu và sáng bóng hơn. Mặc dù nó có thể bị ẩn đi, tập trung một phần ở những vùng trên bề mặt da, điều này nói lên nó sẽ có chất lượng cao. Nếu một hoặc hai đường sọc Tejima được phát hiện ở vây của Bekko hoặc Sanke, hoặc Motoguro ở Showa, đó có thể là báo hiệu của một con Koi chất lượng. Sumi ở miệng của Showa chỉ ra rằng nó sẽ có một Sumi mạnh.

Trong khi Hi phát triển từ đầu đến đuôi, Sumi lại phát triển từ đuôi trở lên đầu. Sumi yếu ở cuống đuôi sẽ báo hiệu màu không bền trong khi Sumi bền ở đầu và lưng có thể báo hiện Sumi bền. Nguồn gene, chất lượng nước, chế độ ăn cũng như nhiệt độ sẽ tác động đến Sumi theo thời gian. Nhiệt độ nước tác động rõ rệt nhất đến màu và độ bóng của cá Koi. Cả Hi và Sumi sẽ thay đổi mạnh theo thời gian, trong khi màu trắng sẽ phát triển và kết thúc tốt hơn. Điều này chỉ có lợi khi sự thể hiện màu của tế bào Chromataphores được cung cấp cho bề mặt da, dưới mảng màu hoặc sâu dưới da. Nếu có một con cá không có sự cung cấp này từ Chromataphores. Nhiệt độ nước thấp sẽ không có tác dụng tốt đến da cá như thông thường.

Ánh sáng mặt trời là nhân tố quan trọng cho sức khỏe của cá Koi, bởi vì nó giúp cá Koi tổng hợp được vitamin trên da và nó cũng làm da cá sáng bóng hơn. Nếu để cá Koi trong bóng tối sẽ thấy chúng nhạt màu hơn vào ban đêm, những con cá Koi nhỏ nuôi trong nhà mà không có đủ ánh sáng sẽ thay đổi từ màu đỏ cam sang màu cam nhạt hơi bạc, nhưng nó sẽ không chuyển thành trắng hoàn toàn. Nhưng khi có quá nhiều ánh sáng mặt trời sẽ làm phai màu của Koi, hoặc thậm chí cháy da. Có lẽ điều đó có thể xảy ra ở những hồ nước nông với ánh nắng chiếu trực tiếp, ánh sáng mặt trời sẽ mất năng lượng nhanh chóng khi xuyên qua nước. Tia UV năng lượng cao chỉ có thể thâm nhập vào nước đến vài centimet. Ánh sáng mặt trời có thể ảnh hưởng đến việc nhiệt độ hồ cá koi quá nóng.

Mỗi con cá Koi đều được sinh ra với số lượng Chromataphores nhất định và sẽ duy trì đến hết cuộc đời nó. Khi Koi lớn lên và già đi, những tế bào Chromataphores này phải bao bọc một lượng lớn diện tích da, vì thế màu da sẽ có xu hướng mờ nhạt đi (bởi vì Chromataphores trở nên kém dầy hơn) hoặc vỡ ra, nhiều cá Koi nhỏ nhìn tuyệt đẹp lại không bắt mắt khi chúng lớn hơn một chút. Màu sắc của cá Koi vẫn giữ được như vậy cho đến khi nó lớn. Ở một vài chủng loại (như Sanke và Showa) sẽ thường thấy các mảng màu thay đổi một cách đáng kể khi cá lớn lên do tác động của màu sắc bị phân mảnh và mở rộng trên bề mặt da và trở thành những màu sắc đậm hơn và khác hơn.