彩色不锈钢着色原理主要有以下几点：
1. 光的干涉原理
不锈钢在酸性化学着色液中经过表面氧化着色处理后，显示出各种色彩，并非形成有色的表面覆盖层。1977年伊文斯最早提出，表面形成的无色氧化膜的色彩是由于光的干涉所致的。光的干涉原理图见图8-1。入射光I从空气中以入射角i角度照射到氧化膜表面A点，一部分光反射回空气中成为反射光；另一部分光以人射角γ角度成为折射光在氧化膜中沿AB方向传播至不锈钢上B点，当遇上不锈钢基体表面后，就发生全反射，成为反射光，沿BC方向传播至C点。在氧化膜C点，一部分经折射后进入空气中成为CD光；另一部分在氧化膜内反射到不锈钢基体上。这时折射光CD与A点的反射光由于存在位相差和光程差，当这两束光相遇就会发生光的干涉现象，出现不同的干涉色彩。如果从垂直方向观察彩色膜时，入射角为0°,即光束1垂直人射到氧化膜上，见图8-2所示，其中h为氧化膜厚度，n为氧化膜的折射率，光束2为光束1的反射光，光束3为光束1氧化膜折射后的折射光。反射光2和折射光3为两相干涉光，总光程差为Δ=2nh.当膜层中光程差为该光束光波波长入的正整数的k倍，即
通过光干涉相互加强，对应于该波长光的色调被加强而显示出符合于该波长的色彩，不同颜色对应波长入见表8-2。
2. 膜层厚度与显示色彩的关系
当不锈钢表面氧化膜的折射率 n 一定时，干涉色主要取决于氧化膜的厚度h 和自然光入射角度i。膜的厚度 h 与颜色的关系见表8-3。
实验证明，在有效着色范围内，膜层厚度随着着色进程的进行而持续增长，最初薄膜氧化膜显示蓝色、棕色，进而膜为中等厚度显示金黄色、红色，后来膜为厚膜则显示绿色，共4种主色，加上中间色彩共约十几种色，但不能显示日光中的7种彩色。
3. 入射角变化的影响
当氧化膜的厚度h固定时，入射角的角度i改变，不锈钢表面的色彩会随之发生相应的变化，由入射光在折射后的光程差发生变化所引起。这就是太阳光从日出到日落照射在装饰有彩色不锈钢的建筑大厦上会呈现不同色彩的原因。
4. 表面氧化膜的成分改变的影响
表面氧化膜的成分改变，就会改变氧化膜的折射率n的大小，即使表面膜的厚度相同，干涉色的色彩也会发生变化。根据氧化膜厚度、膜的色彩对应的波长入、折射率n的估算值见表8-4[58].试样3号与6号膜层的光程差，从表8-4可见有较好的倍数关系。试样1号、2号、3号膜层的折射率较接近，但4号、5号、6号的折射率变化较大，主要原因可能是膜层中的化学组成不同，含镍量的差别所造成的。膜层的折射率取决于该氧化膜的结构组成，只有当氧化膜的结构一定时，光程差Δ才能依膜厚h呈线性连续变化。钱加权用俄歇能谱检测了6种试样膜层不同深度的元素相对含量（原子％），见表8-5。表8-5表明，随着厚度h的增长，氧化膜的结构组成出现了较大的改变，膜层的表层和逐层深度中铬、镍、铁、氧等元素的百分含量均发生了不均衡的变化，光程差Δ不能随厚度呈线性连续变化，这是导致其色谱不能呈可见连续光谱排列的主要原因。假定膜的折射率n不变，光程差Δ为入射光波长入的整数倍时，才能发生反射光与折射光相干涉而加强，也会导致彩色不锈钢彩色色谱不连续的现象发生。这由薄膜光学干涉成色的原理所决定。
5. 不锈钢固有金属色泽的影响
受不锈钢基体固有金属色泽的影响，彩色光不能呈现光谱中的任何一种颜色。对于表面镜面抛光的和非镜面抛光的不锈钢均能获得富有光泽的鲜艳色彩。由于保持了不锈钢所固有的反光特性和优越的耐蚀性，彩色不锈钢具有色泽自然、柔和、长期经受紫外线照射而不变色的光学特性，持久不变。
