色灯信号机也是固定信号机的一种。一般分为透镜式（多灯式）和探照式（单灯式）两种。它们都由色灯信号机构和机柱组成。
透镜式的色灯信号机构包括凸透镜、电灯座及灯泡、遮檐、背板等。它的每一组透镜只能给出一种颜色灯光。而探照式色灯信号机的色灯信号机构有一个可随电流方向变化而转动的三色玻璃框，当某一种颜色玻璃对准灯泡时，就显示那种玻璃颜色的灯光，因而它的一组透镜可以显示红、黄、绿三种颜色灯光。
对于长年累月在露天工作的信号机来说，最主要的特质就是结构简单而工作可靠。结构简单自然不易出故障，维修起来也容易得多，这也保证了它的工作可靠性。探照式色灯信号机固然可以一灯多用，但也使它的色灯信号机构相对复杂，造成维修困难，也就降低了它的工作可靠性，因此，中国铁路不再推广使用这种色灯信号机。
如图所示，色灯信号机上都装有黑色椭圆形背板和半圆简形的遮檐，它们有什么作用呢？众所周知，有色玻璃如果在阳光或机车前照灯的直接照射下，会呈现出色光，从而给司机造成错误的幻影显示。为了解决这个问题，就给信号机构上装设了长圆筒形的遮檐，来避免直射光线的影响。而采用黑色椭圆形背板，也是为了衬托信号灯光的亮度，使机车司机更加容易辨认。
