Kopersulfaat is blauw vanwege de aanwezigheid van het koper(II)-ion (Cu²⁺). Dit ion heeft een onvolledige d-elektronenschil, waardoor het bepaalde golflengten van licht kan absorberen en andere kan reflecteren. De specifieke golflengte van het licht dat wordt geabsorbeerd komt overeen met het blauwe gebied van het zichtbare spectrum, waardoor kopersulfaat blauw lijkt.

De kleur van een verbinding wordt bepaald door de manier waarop de elektronen interageren met licht. Wanneer licht op een verbinding valt, wordt een deel van de lichtenergie geabsorbeerd door de elektronen, en de rest wordt gereflecteerd. De kleur van de verbinding hangt af van de golflengten van het licht dat wordt gereflecteerd.

In het geval van kopersulfaat heeft het koper(II)-ion een onvolledige d-elektronenschil. Dit betekent dat er enkele elektronen in de d-orbitalen zijn die niet gepaard zijn. Wanneer licht de kopersulfaatverbinding raakt, kunnen deze ongepaarde elektronen energie uit het licht absorberen en opgewonden raken. De energie die wordt geabsorbeerd komt overeen met de golflengte van het licht in het blauwe gebied van het zichtbare spectrum. De andere golflengten van het licht worden gereflecteerd, waardoor kopersulfaat blauw lijkt.

De kleur van een verbinding kan ook worden beïnvloed door de aanwezigheid van andere ionen of moleculen. Als bijvoorbeeld een kleine hoeveelheid ammoniak aan een kopersulfaatoplossing wordt toegevoegd, krijgt de oplossing een diepblauwe kleur. Dit komt omdat de ammoniakmoleculen reageren met de koper(II)-ionen en zo een complex ion vormen dat koper(II)-tetraamine wordt genoemd. Dit complexe ion heeft een andere elektronische structuur dan het koper(II)-ion en absorbeert licht op een andere golflengte. Dit is de reden waarom de oplossing een diepblauwe kleur krijgt.