O sulfato de cobre é azul devido à presença do íon cobre (II) (Cu²⁺). Este íon possui uma camada de elétrons d incompleta, o que lhe permite absorver certos comprimentos de onda de luz e refletir outros. O comprimento de onda específico da luz absorvida corresponde à região azul do espectro visível, razão pela qual o sulfato de cobre parece azul.

A cor de um composto é determinada pela forma como seus elétrons interagem com a luz. Quando a luz atinge um composto, parte da energia luminosa é absorvida pelos elétrons e o restante é refletido. A cor do composto depende dos comprimentos de onda da luz refletida.

No caso do sulfato de cobre, o íon cobre (II) possui uma camada de elétrons d incompleta. Isso significa que existem alguns elétrons nos orbitais d que não estão emparelhados. Quando a luz atinge o composto de sulfato de cobre, esses elétrons desemparelhados podem absorver a energia da luz e ficar excitados. A energia absorvida corresponde ao comprimento de onda da luz na região azul do espectro visível. Os outros comprimentos de onda da luz são refletidos, razão pela qual o sulfato de cobre parece azul.

A cor de um composto também pode ser afetada pela presença de outros íons ou moléculas. Por exemplo, se uma pequena quantidade de amônia for adicionada a uma solução de sulfato de cobre, a solução ficará com uma cor azul profunda. Isso ocorre porque as moléculas de amônia reagem com os íons de cobre (II) para formar um íon complexo chamado tetraammina de cobre (II). Este íon complexo tem uma estrutura eletrônica diferente da do íon cobre (II) e absorve luz em um comprimento de onda diferente. É por isso que a solução adquire uma cor azul profunda.