Στα πλαίσια της κβαντικής θεωρίας πεδίου, κάθε αλληλεπίδραση ισοδυναμεί με ανταλλαγή σωματιδίου-φορέα ο οποίος ακριβώς διαδίδει την αλληλεπίδραση. Τα σωματίδια-φορείς, τα υπεύθυνα για την ΚΧΔ, είναι τα γκλουόνια (gluons). Το μαθηματικό υπόβαθρο της ΚΧΔ προβλέπει ότι:
 

1. Κάθε είδος (άνω-u , κάτω-d , παράξενο-s κλπ) κουάρκ παρουσιάζεται σε 3 διαφορετικές μορφές ("χρώματα"): κόκκινο, πράσινο, μπλε. Τα αντικουάρκ έχουν το αντίθετο χρώμα: γαλάζιο (αντι-κόκκινο), μωβ (αντι-πράσινο) και κίτρινο (αντι-μπλέ). Φυσικά τα ονόματα αυτά δεν έχουν καμιά σχέση με πραγματικά χρώματα. Απλά, η επίκληση των ονομάτων αυτών βοηθά στην κατανόηση της λειτουργίας της μαθηματικής ομάδας SU(3), η οποία περιγράφει την ΚΧΔ.

 

2. Χρειάζονται 8 ειδών γκλουόνια για τη σωστή περιγραφή της ΚΧΔ. Τα έξι από αυτά φτιάχνονται από ένα χρώμα και ένα αντι-χρώμα (όχι όμως του αντίστοιχου χρώματος). Τα άλλα δύο φτιάχνονται με κατάλληλους συνδυασμούς όλων των χρωμάτων και αντι-χρωμάτων,  τους οποίους ορίζει επακριβώς το μαθηματικό υπόβαθρο.

 
 

Η ανταλλαγή των γκλουονίων αλλάζει το "χρώμα" των κουάρκ, αλλά όχι το είδος τους (άνω-u , κάτω-d, παράξενο-s κλπ).

 
 

Σε κάθε αδρόνιο, δηλαδή σωματίδιο το οποίο αποτελείται από κουάρκ και παρατηρείται ελεύθερο στη φύση (για παράδειγμα πρωτόνιο, νετρόνιο, σωματίδιο π, σωματίδιο Λ κλπ), ο συνδυασμός των "χρωμάτων" των κουάρκ είναι τέτοιος ώστε το αδρόνιο να εμφανίζεται "άχρωμο". Τον κατάλληλο συνδυασμό των "χρωμάτων" υποδεικνύει και πάλι το μαθηματικό υπόβαθρο της ΚΧΔ.

 
 

Ελεύθερα κουάρκ δεν παρατηρούνται. Αν σ' ένα ζευγάρι κουάρκ που σχηματίζει ένα αδρόνιο (για παράδειγμα το σωματίδιο π που συγκροτείται από ζευγάρια χρώμα - αντιχρώμα) προσπαθήσουμε να απομακρύνουμε το ένα κουάρκ από το άλλο, η ενέργεια που απαιτείται είναι τόσο μεγάλη ώστε η αρχική αλυσίδα των γκλουονίων (η οποία τα συγκρατεί) σπάει, γεννώντας δυο νέα κουάρκ τα οποία ξανασχηματίζουν αδρόνια.