色立体視で目が疲れる原因の核心は、眼球の調節機構と脳の画像処理システムが「同時成立不可能なピント合わせ」を強制される点にあります。
人間が物体を見る際、毛様体筋という筋肉が伸縮して水晶体の厚みを変え、網膜上にピントを合わせます。しかし、高彩度の赤と青が同一画面内に密集していると、赤にピントを合わせた瞬間に青がボケ、青にピントを合わせると赤がボケるという事態が発生します。眼球は両方を鮮明に見ようとして、毛様体筋をミリ秒単位で過剰に伸縮・往復駆動させ続けます。
さらに深刻なのが「調節と輻輳（ふくそう）の不一致」です。通常、人間が近くのものを見るときは、両眼を内側に寄せる「輻輳」と、水晶体を厚くする「調節」が連動して機能します。ところが色立体視が発生すると、脳は錯視によって「赤は30cm手前、青は50cm奥にある」と誤判定し、両眼の視線角度（輻輳角）を変えようとします。しかし、実際の物理的ディスプレイ面は40cmの単一平面上にあります。
この「物理的な距離」と「錯視による虚像の距離」の矛盾によって、眼球の筋肉と脳の視覚皮質はパニック状態に陥ります。これが、眼球の重圧感、こめかみの鈍痛、頭痛、さらには自律神経の乱れを伴う重度のVDT（Visual Display Terminals）疲労を引き起こす直接的なトリガーです。
