La magnitude apparente est directement liée à deux facteurs : la distance de l'étoile visée à l'observateur, d'une part, et de l'autre, sa luminosité dans la bande considérée. Dans le cas présent, on mesure les magnitudes apparentes d'une même étoile dans deux bandes distinctes et les termes liés à la distance se compensent, puisque la magnitude est une échelle logarithmique et que la différence des logarithmes est égale au logarithme du ratio :
où 
désigne la luminosité intrinsèque, dans la bande indiquée, et 
la distance de l'objet.
et 
sont des valeurs de normalisation des flux servant à fixer l'origine zéro des magnitudes dans chaque bande : conventionnellement, elles sont choisies de façon à annuler la magnitude de l'étoile Alpha Lyrae (Vega) dans toutes les bandes optiques. L'indice 
de Vega est donc également zéro par définition.
Les indices de couleur sont de très précieuses informations et sont utilisés dans la méthode photométrique des boîtes[Quoi ?].
Le concept d'indice de couleur peut être étendu à tout domaine de longueur d'onde. Dans le domaine des rayons X, on parle de couleur molle et de couleur dure pour les indices de couleurs correspondant à la partie peu énergétique et à la partie plus énergétique du spectre X. Dans ce cas, on ne considère pas la magnitude, grandeur logarithmique, mais le simple rapport du flux de photons reçus dans différentes bandes d'énergie conventionnellement choisies.
