在玻璃原料中加入可形成着色离子、复合胶体、金属胶体颗粒的物质，使其呈现不同颜色的过程，按着色机理可分为四种。
①离子着色。它是在玻璃材料中加入钴(Co)、锰(Mn)、镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)等过渡元素，在玻璃中以离子状态存在的化合物。由于它们的价电子在不同能级(基态和激发态)之间跃迁，引起对可见光的选择性吸收而着色，如钴蓝、锰紫、镍绿等有色玻璃。
②复合胶体颗粒着色。它是在含锌(ZnO)的玻璃中加入硫或硒化合物(如CdS、CdSe等)，在玻璃中形成CdO、ZnS、ZnSe等，然后在退火温度以下进行两次热处理，形成CdS、CdSe，并长成较大的胶体颗粒。玻璃通过光散射而上色，如硒红、镉黄等有色玻璃。
③金属胶体颗粒着色。它是在玻璃原料中加入易分解为金属态的氧化物(如金、银、铜等)，在玻璃中以离子态溶解，经过热处理，使其转变为原子态，聚集生长成胶体颗粒，由于光散射对可见光的吸收而上色，如金红、铜红、银黄等有色玻璃。
④半导体着色。它是在玻璃材料中加入cd、CdSe、CdTe等着色剂。在可见光区无吸收峰，形成连续的吸收区。透明带和吸收带形成一个陡峭的边界。与上述着色机制不同，它的颜色随cd /CdSe的比例而变化。例如，当CdS丰富时，它接近橙色，当CdSe丰富时，它呈现红色，当CdTe丰富时，它呈现黑色，这意味着它们按照O2-、S2-、Se2-、Te2-的顺序向长波方向移动。根据半导体能带理论，这些阴离子的亲电电位依次降低。通过使用较低能量(近可见光)的光，它们的价电子可以被激发到传导带(激发态)，使它们切断短波限制并进入可见光区，从而产生玻璃着色。
建筑中使用的大型彩色玻璃可以采用平板玻璃的生产工艺制造，也可以与无色玻璃或其他彩色玻璃“配色”生产彩色玻璃。