Doplňkové barvy jsou dvojice barev, které jsou v určitém smyslu protikladné.
V nauce o barvách se dvě barvy nazývají komplementární, pokud jejich smícháním vznikne odstín šedé (včetně bílé, nebo dokonce černé v subtraktivním systému). Ve většině percepčních barevných modelů se bílá barva nachází směrem ke středu barevného prostoru a komplementární barvy budou ležet zhruba naproti sobě. Nejzřetelnějším příkladem je barevný prostor HSV, v němž komplementární barvy leží na kolečku (nebo na jakémkoli kruhovém výřezu) naproti sobě.
Ve většině diskusí o doplňkových barvách se uvažuje pouze o plně sytých, jasných barvách. Podle formální definice jsou však jas a sytost také faktory. Ve formálním barevném prostoru CIE 1931 lze tedy jakoukoli barvu určité dominantní vlnové délky vyvážit tak, aby vznikla bílá/šedá přidáním určitého množství (tj. jasu) doplňkové vlnové délky nebo různého množství méně sytých verzí doplňkové vlnové délky.
Obvykle se takto párují primární a sekundární barvy:
Vzhledem k omezené škále barev, která byla k dispozici po většinu historie umění, mnoho umělců stále používá tradiční sadu doplňkových dvojic, včetně:
Doplněk každé základní barvy (červené, modré nebo žluté) je zhruba barva, která vznikne smícháním ostatních dvou v subtraktivním systému (červená + modrá = fialová; modrá + žlutá = zelená; červená + žlutá = oranžová). Při smíchání dvou komplementů vznikne šedá nebo hnědá barva.