La mescolanza additiva di due (e per estensione qualunque numero di) stimoli di colore, nota anche come sintesi additiva o miscela additiva è la mescolanza di stimoli di colore che:

1. arrivano all'occhio invariati,
2. entrano nell'occhio simultaneamente o in rapida successione,
3. incidono sulla stessa area di retina, anche in forma di mosaico.

L'esempio classico è quello di due fasci di luce colorata (per esempio rossa e verde) proiettati sulla parete bianca di una stanza scura in modo che si sovrappongano. I due stimoli luminosi (quello della luce rossa e quello della luce verde) vengono riflessi dalla parete e giungono simultaneamente e immutati all'occhio, dove incidono sulla stessa area di retina. Dal punto di vista fisico non avviene alcuna interferenza tra i due fasci luminosi (quello rosso e quello verde), ma il sistema visivo percepisce il colore risultante dalla mescolanza dei due stimoli come giallo. Il giallo è, in questo caso, un colore prodotto dalla mescolanza additiva del rosso e del verde.

La mescolanza additiva può avvenire anche per media spaziale o temporale.
Nella mescolanza additiva in media spaziale, piccoli punti colorati non distinguibili dall'occhio, vengono mescolati additivamente dall'occhio. Per esempio dei piccoli punti rossi stampati su carta bianca, visti da sufficiente distanza causano la percezione del colore rosa. Il rosa è, in questo caso, un colore prodotto dalla mescolanza additiva in media spaziale del bianco e del rosso. Questo principio viene usato nei monitor e televisori a colori, dove il colore di ogni pixel è formato dalla mescolanza additiva dei colori di tre subpixel molto piccoli e vicini, ma non sovrapposti. Lo stesso principio è utilizzato nella stampa in mezzatinta e, in parte, nella stampa in quadricromia e nella pittura puntinista. Alcuni dei primi tentativi di fotografia a colori (Autochrome) e di cinematografia a colori (Biocolor e Technicolor Process 1) sfruttavano la mescolanza additiva in media spaziale.

Alcuni quadri di Roy Lichtenstein amplificano le tecniche di disegno dei fumetti, che utilizzano a loro volta la tecnica della mezzatinta. Per esempio in un suo famoso quadro, a distanza sufficiente il viso della ragazza appare rosa, e questo colore è prodotto dalla mescolanza additiva del bianco della carta e del rosso dei punti.

Nella mescolanza additiva in media temporale diversi stimoli di colore colpiscono l'occhio non contemporaneamente ma in rapida successione. Per esempio se si dipingono i settori di un disco con diversi colori (disco di Maxwell) e il disco viene fatto ruotare velocemente, sulla stessa area della retina cade una rapida successione di lampi luminosi. L'osservatore percepisce un nuovo colore, prodotto dalla mescolanza additiva in media temporale dei colori del cerchio. Alcuni dei primi tentativi di cinematografia a colori (Kinemacolor) sfruttavano la mescolanza additiva in media temporale proiettando in rapida successione fotogrammi di diverso colore.

Una mescolanza additiva può essere fatta con un numero qualunque di colori, a partire da 2, e dunque i primari non sono necessariamente tre, ma possono essere un numero qualunque > 1.

Quando due stimoli si mescolano additivamente, il colore percepito è determinato dai meccanismi visivi. Si tratta insomma di un fenomeno biologico. Diversamente, il colore percepito di una mescolanza sottrattiva di stimoli ha cause esclusivamente fisiche.