XYZ三刺激值对定义一种颜色是非常有用的，但结果却不是很容易理解。因此，1931年，CIE在两维方向上定义了一个独立于亮度的色空间，这就是Yxy色空间。Yxy色空间中，Y表示亮度，x和y是从三刺激值XYZ中计算出的色度值。计算公式如下：
1931系统的缺点是图表上相等的距离，不表示相同的色彩感知差别，因为人眼的感知是非线性的。
均匀色度等级（Uniform Chromaticity Scale）的出现弥补了1931系统的缺点。它尝试提供一种在大致相同的亮度下，人的感知更统一、更均匀的色空间。 1976 CIE UCS色度图使用u’和v’，这两个符号的使用，是为了与相类似但存在时间短暂的1960 CIE－USC系统的u、v符号相区别。u’和v’的值也是从XYZ三刺激值计算得到的，计算公式如下：
在CIE系统中，另一种可选的坐标系统是特征波长和纯度（也称为亥姆霍兹坐标），它们与色调和饱和度密切相关。色彩的特征波长（DW）也是光谱的波长，它的色度值落在样品点（S）和白点（N）的连线上（测量光源时，白点是x＝0.333，y＝0.333）。纯度，也称为激发初度，计算公式为白点（N）和样品点（S）距离除以白点（N）和光谱点（DW）之间的距离。
纯度＝(N-S)/(N-DW)
上述方法只适用于出现在光谱中的色彩，对于非光谱色彩，即由光谱色混合而成的色彩，且落在N、R和B组成的三角形内的色彩，要适用到补充主波长（CDW），这是因为被设想为特征波长的截点P没有相对应的波长， 为了确定补充主波长（CDW），要反向延长N到P的连线。 非光谱色彩的纯度计算公式为：
纯度＝（N－S’）/（N-P）
特征波长和纯度通常用于LED的色彩规格中。