牛頓的這篇論文還指出了光的折射率與顏色的嚴格的對應性，最易折射的光是紫色，折射最少的光顯現為紅色。每一種顏色有一定程度的折射率，“對於同一大小的折射程度總是隻有同樣一種顏色；而對於同一種顏色也總是隻有同一大小的折射程度。”
牛頓關於彩顏色的理論，特別是白色光中包含了顏色光的觀點，不同顏色的光線具有不同的折射本領的觀點，是光學中的重要突破。它的重要應用就是關於彩虹的理論，牛頓應用顏色理論正確地解釋了下落的雨滴中為什麼會出現彩虹的現象。他指出，彩虹是由於太陽發出的白光照射到雲中或下落的微小水滴上，在進入水滴時被折射；它經過一次內反射和第二次折射後從水滴中出來，結果不同顏色的光線在離開水滴後就被散開成扇形。於是，地麵上的觀察者如果是背向太陽，就會看到在天空中的不同地方顯現出不同的顏色。這時，我們所看到的實際上是被雲中或落下的微小水滴所反射的陽光。
關於顏色的理論的這篇論文，是牛頓公開發表的第一篇論文，它深刻地改變了人們對於光和顏色認識的傳統觀念。在那個時代，一般的人都認為白色陽光通過古老教堂的門窗上美麗的彩色玻璃，之所以變得五顏六色，就好像是白色的衣服放入不同染料的溶液裏被染上了顏色一般。牛頓的實驗研究告訴人們，白色的陽光是從紅到紫多種單色光混合而成的。現在我們知道，人眼的視網膜中有三種感色神經細胞，分別對紅光、綠光和藍光有反應，當所有的譜色都按照它們在太陽光中那樣的比例出現時，我們就可得到“平常的”或者所謂“白色的”光感覺。隻有一部分譜色出現時，我們就可以得到不同顏色的感覺。人的視覺器官的這種感覺能力和特點，是在陽光照射的地球上，在陽光下經過千百萬年的進化而發展起來的。
盡管牛頓關於顏色的理論在科學史上具有革命性的意義，盡管牛頓興高采烈地向皇家學會介紹了他的科學發現，但是得到的反響卻很不相同。
皇家學會認為牛頓的這篇論文在科學上具有突破性的重要內容，便立即組織了一個委員會審查這篇論文，以確定這項工作的價值。絕大多數委員都稱讚牛頓的這項工作，但胡克卻抱懷疑的態度。
胡克比牛頓年長7歲，是英國的物理學家、天文學家，又以大發明家著稱。他有不少的發明，如空氣溫度計、雨量器、螺旋彈簧，改進了望遠鏡、顯微鏡、鍾表等等，他還根據彈簧試驗提出了胡克定律，為材料力學和彈性力學奠定了基礎。胡克是知識淵博、多才多藝的能人，又是機敏的實驗家。他興趣廣泛，想法很多，但是難以逐個地深入進行研究，再加上身體不佳，易於激動，性格又十分驕傲。對於別人的成就，凡是他不了解的，就表示懷疑；凡與他的思想相符合的，就認為是由他早已發現出來了。看到年輕的牛頓向皇家學會提交了出色的論文，便激起妒嫉之心。他認為牛頓的光學理論是和他對立的。除了個別地方，胡克指出了牛頓的缺點外，對牛頓的成就長期抱有成見，進行無端的指責，二者結下了很深的成見。起初，談到牛頓的反射望遠鏡，胡克說他自己在1664年就製成了，那是一個隻有一英寸長的窺管，效能超過50英尺長的望遠鏡。隻是由於忙於別的事務，他未能去改進這個袖珍望遠鏡。胡克甚至說他懷疑倫敦的磨鏡片匠“偷去了”他的秘密。一年以後，牛頓發表了光學論文，胡克雖然讚揚牛頓的實驗是奇妙的，但不同意牛頓的結論，並且教訓說，這位青年應當專心致力於製造望遠鏡，而把更為重要的關於光的理論研究工作讓給年長者去做。後來，胡克索性說牛頓的某些可取的思想是由他本人早已想到了的，是由他首創的。
開始時，牛頓還能采取克製態度，對胡克比較客氣，自己繼續做實驗研究。後來，牛頓被胡克的無端指責所激怒，便針鋒相對的進行筆戰，對胡克的反駁意見一一駁斥，他在一次答辯中寫道：“胡克先生指責我的，是要我放棄用折射的道理來改進光學的思想。他一定知道一個人來規定另一個人的研究和學習是不適宜的，特別是這另一個人對他正在研究的問題的基礎有著充分的了解時。”