Im Gegensatz zu RGB, welches ein additives Farbmodell ist, geht das digitale YCbCr-Farbmodell vom Helligkeit-Farbigkeit-Modell aus.  Die Farben ergeben sich aus der Grundhelligkeit einer Farbe (Schwarz-Grau-Weiss), dem Farbanteil (Gelb, Grün, Rot, Türkis, Blau, Violett und Zwischentöne) sowie der Farbsättigung.  Das menschliche Auge erkennt Helligkeitsunterschiede (Luminiszenz) besser als geringe Unterschiede im Farbton. Unterschiede im Farbton werden wiederum besser erkannt als Unterschiede in der Farbsättigung.  Ein Text, welcher in Grau auf Schwarz geschrieben wurde ist wesentlich besser zu lesen, als derselbe Text in Blau auf Rot, bei derselben Grundhelligkeit der Farben.  Das YCbCr-Farbmodell ist eine leichte Abwandlung des Helligkeit-Farbigkeit-Modells. Man geht von einem RGB-Farbwert aus, der in eine Grundhelligkeit Y und den Komponenten Cb und Cr aufgeteilt wird. Cb ist ein Maß für die  Abweichung von Grau nach Blau bei Werten von über 0,5 und von Grau nach Gelb bei Werten unter 0,5. Gelb ist die Komplementärfarbe von Blau. Cr ist dasselbe Maß für die Abweichung von Grau in Richtung Rot bzw. Türkis.  Dieses Farbmodell nutzt die Fähigkeit des Auges für grünes Licht besonders empfindlich zu sein. In der Grundhelligkeit Y steckt somit die meiste Information über den Grünanteil (und dessen Komplementärfarbe Violett). Daneben werden nur die Cb- und  Cr-Abweichungen dargestellt. Bei entsprechenden Anwendungen (z. B. Filme) werden die Y-Werte doppelt so hoch aufgelöst wie die Cb- und Cr-Werte. Dieses Verfahren nennt man Chroma Subsampling.  Die Wahrnehmung des menschlichen Auges ist durch evolutionäre Anpassung an die Natur bedingt.  In der Natur überwiegen die Helligkeitsunterschiede vor den Farbunterschieden. In den Helligkeitsunterschieden sind die meisten Informationen gespeichert.  Bei der digitalen Speicherung kann man sich das auch zu Nutze machen: JPEG reduziert z. B. bis zu 50% an Daten, indem die Auflösung für Cb und Cr reduziert wird.  Die Umrechnung zwischen YCbCr und RGB ist möglich.

YPbPr-Farbmodell 
Ein ähnliches Modell ist das YPbPr-Farbmodell, welches jedoch im Gegensatz zum digitalen YCbCr-Farbmodell ein analoges Farbmodell ist. Das YPbPr-Farbmodell ist im ITU-R BT 601  (International Telecommunication Union, ehemals CCIR 601, Comité Consultatif International des Radiocommunication) festgelegt.  Im CICR 601 wurde auch festgelegt, dass die Farbsignalwerte Cb und Cr von jedem zweiten Pixel zu überspringen sind. Dieses Farbmodell wird YCbCr-4:2:2 genannt.  Dies gibt das Verhältnis der Werte Grundhelligkeit Y, Farbabweichung Blau/Gelb und Farbabweichung Rot/Türkis an.  Bei 2 aufeinanderfolgenden Pixeln werden also die Grundhelligkeitswerte Y1 und Y2 und die Farbdifferenzwerte in der Reihenfolge Cb:Y1:Cr:Y2 festgehalten.  Beim Komponenetenvideosignal YPbPr werden die Grundhelligkeit Y und die Farbdifferenzwerte Pb und Pr getrennt übertragen.  Deswegen ist kein Modulator wie bei FBAS (Farb-Bild-Austast-Synchron-Signal) notwendig. Dadurch entsteht eine höhere Signalqualität.  YPbPr wird bei der analogen Übertragung von digitalen Videosignalen nach dem YCbCr-Farbmodell verwendet. Diese digitalen YCbCr-Signale aus HDTV-Empfangsquellen oder DVD-Quellen werden oft per Component Video an die Ausgabegeräte  (Bildschirm, Projektor) geleitet. Component Video löst Composite Video (FBAS) und S-Video ab. Diese verwenden noch das YUV-Farbmodell (PAL) bzw. das YIQ-Farbmodell (NTSC).

YUV-Farbmodell 
Beim YUV-Farbmodell werden die Grundhelligkeit Y (Luminanz) und der Farbanteil (Chrominanz) zur Darstellung der Farbinformation verwendet. Die Chrominanz besteht wiederum aus den Komponenten U und V.  Im Unterschied zum YPbPr-Modell werden unterschiedliche Skalierungsfaktoren verwendet: U= 0,872021 x Pb, V= 1,229951 x Pr. Die Grundhelligkeit Y ist bei beiden Modellen dieselbe und die Farbverteilung in der Ebene bleibt erhalten.  Während beim YCbCr-Farbmodell und beim analogen YPbPr-Farbmodell die Faktoren Pb und Pr bzw Cb und Cr gleichmässig skaliert werden um eine bessere Signalverarbeitung zu erzielen, werden beim YUV-Farbmodell die  Farbkomponente U gedämpft und die Farbkomponente V verstärkt. Dies soll bei der Quadraturmodulation auf den Farbhilfsträger beim analogen Farbfernsehen das Helligkeitssignal wenig stören.  Dies war erforderlich, um nach Einführung des Farbfernsehens die Abwärtskompatibilität zu Schwarz-Weiss-Geräten zu gewährleisten: diese verwenden nur die Grundhelligkeit Y. Damit die Farbkomponenten U und V die S/W-Empfänger  nicht zu sehr stören, wurden sie mit unterschiedlichen Amplituden am Farbhilfsträger quadraturmoduliert. Beim YUV-Farbmodell wird zur Berechnung des Leuchtdichtesignals zunächst das R'G'B'-Signal berechnet:  dazu werden die RGB-Werte mit dem Gamma-Wert des Ausgabegerätes verrechnet. Um der Helligkeitswahrnehmung des menschlichen Auges Rechnung zu tragen, werden die einzelnen Farbwerte unterschiedlich gewichtet.  Das Auge nimmt Grün heller wahr als Rot, und Rot heller als Blau. Diese so gewonnene Helligkeitsinformation funktioniert als BAS-Signal auch bei S/W-Empfängern. Das BAS-Signal (Bildsignal, Austastsignal, Synchronisationssignal)  ist das vollständige Fernsehsignal für die Schwarz-Weiss-Technologie und die deutsche Entsprechnung des Video Baseband Signal (VBS). Beim Farbfernsehen ist dies entsprechend FBAS (Farb-BAS) oder Colour Video Baseband Signal (CVBS).