牛顿在一间屋子里面遮住所有门窗,只留一个小孔,外面的光通过小孔就形成一条很细的光束,让这条光线通过第一个棱镜,折射到一个屏幕上,发现屏幕上的像并不是小孔的形状,而是一个拉长的形状,而且分为一道一道彩色的.于是牛顿在屏幕上开一个小孔,只让其中的一种颜色的光透过去,照射到第二个棱镜上面,再次发生折射,投射到第二个屏幕上.在第二屏幕上标出这种颜色的光折射到的位置,然后转动第一个棱镜,使得第一个屏幕上的光谱的位置发生变化,从而让另一种颜色的光通过第二个棱镜,折射到第二个屏幕上.此时,牛顿发现颜色不同的光折射到的位置不同,由此他得出结论说,这个实验证明了白光是由许多种折射程度不同的光混合而成的,每一种折射程度就对应着唯一的一种颜色,反之亦然.
根据这个结论,牛顿否定了其他人提出的许多个颜色理论,那些理论都认为白光是比色光更原初的,白光被物体反射或折射时发生了变化才变成色光.而牛顿证明了色光才是更原初的,白光是色光的组合.这是光的颜色理论发展中的一次关键转折.