Die additive Farbmischung (auch additive Farbsynthese oder physiologische Farbmischung) ist ein Phänomen, das die Änderung des vom Auge empfundenen Farbeindrucks durch sukzessives Hinzufügen eines jeweils anderen Farbreizes beschreibt (additiv = hinzufügend). Grundsätzlich ist das Farbsehen mit Hilfe unterschiedlich farbempfindlicher Sensoren im Auge eine additive Mischung. Da die additive Farbmischung in Auge und Gehirn stattfindet, wird sie auch physiologische Farbmischung genannt.
Die additive Mischung bei den Trichromaten, zu denen die Menschen gehören, wird durch die Dreifarbentheorie von Thomas Young und Hermann von Helmholtz beschrieben. Werden die drei Primärfarben Rot, Grün und Blau in geeigneter Helligkeit addiert, entsteht die Farbempfindung Weiß. Die Empfindung ist Schwarz, wenn die Summe Null ist (kein Licht). Die Summen aus zwei Primärfarben bewirken die Empfindungen Gelb, Cyan und Magenta (Sekundärfarben).
Das Erzeugen örtlich oder zeitlich nahe beieinander liegender Farbreize wird auch schon additives Farbmischen genannt, obwohl der wirksame Mischprozess erst in Auge und Gehirn stattfindet.
Durch „enge“ Bündel von unterschiedlich farbigen Lichtquellen (zum Beispiel auf Bildschirmen und Monitoren) oder Farbtupfer (wie auf Bildern in der Maltechnik des Pointillismus) entsteht ein Gesamteindruck; ein solches „enges“ Bündel wird als Einheit und nicht als mehrere Lichtquellen oder mehrere Tupfer wahrgenommen.
Ein rascher zeitlicher Wechsel farbiger Flächen, wie dies beim Farbkreisel erreicht wird, ergibt in der Wahrnehmung einen einheitlichen Eindruck der Fläche.
Die gleichzeitige Beleuchtung einer diffus streuenden Bildwand mit unterschiedlich farbigen Lichtquellen entspricht dem Grenzfall enger Bündel unterschiedlich farbiger Punkte, weil jeder Punkt der Oberfläche (diffus) das Licht aller Quellen reflektiert.Wenn spektrale Teilbereiche aus dem Licht der Lichtquellen in ihrer Intensität verringert werden, spricht man von subtraktiver Farbmischung (subtraktiv = wegnehmend). Die subtraktive Farbmischung wird auch Physikalische Farbmischung genannt, weil sie im Gegensatz zur Additiven Farbmischung rein gegenständlich ist und nicht nachträglich in Auge und Gehirn stattfindet.