XYZ三刺激值對定義一種顏色是非常有用的，但結果卻不是很容易理解。因此，1931年，CIE在兩維方向上定義了一個獨立于亮度的色空間，這就是Yxy色空間。Yxy色空間中，Y表示亮度，x和y是從三刺激值XYZ中計算出的色度值。計算公式如下：
1931系統的缺點是圖表上相等的距離，不表示相同的色彩感知差別，因為人眼的感知是非線性的。
均勻色度等級（Uniform Chromaticity Scale）的出現彌補了1931系統的缺點。它嘗試提供一種在大致相同的亮度下，人的感知更統一、更均勻的色空間。 1976 CIE UCS色度圖使用u’和v’，這兩個符號的使用，是為了與相類似但存在時間短暫的1960 CIE－USC系統的u、v符號相區別。u’和v’的值也是從XYZ三刺激值計算得到的，計算公式如下：
在CIE系統中，另一種可選的坐標系統是特征波長和純度（也稱為亥姆霍茲坐標），它們與色調和飽和度密切相關。色彩的特征波長（DW）也是光譜的波長，它的色度值落在樣品點（S）和白點（N）的連線上（測量光源時，白點是x＝0.333，y＝0.333）。純度，也稱為激發初度，計算公式為白點（N）和樣品點（S）距離除以白點（N）和光譜點（DW）之間的距離。
純度＝(N-S)/(N-DW)
上述方法只適用于出現在光譜中的色彩，對于非光譜色彩，即由光譜色混合而成的色彩，且落在N、R和B組成的三角形內的色彩，要適用到補充主波長（CDW），這是因為被設想為特征波長的截點P沒有相對應的波長， 為了確定補充主波長（CDW），要反向延長N到P的連線。 非光譜色彩的純度計算公式為：
純度＝（N－S’）/（N-P）
特征波長和純度通常用于LED的色彩規格中。