Una immagine multitonale quasi sempre rappresenta, ed è basata su, una immagine a grigi. I tipografi di una volta la realizzavano stampando la stessa immagine a grigi più volte con colori diversi, allo scopo di avere maggiori dettagli, maggiore profondità, più livelli di grigio, espandere l'intervallo tonale. Per esempio stampare il 100% di inchiostro nero sul 100% di un inchiostro grigio aumenta la densità del nero.

Un'altra cosa è la colorizzazione di immagini in scala di grigi: al posto dell'inchiostro nero si usa un altro inchiostro. In questo modo tuttavia non si espande l'intervallo tonale.

Un'altra cosa ancora è la stampa di una immagine a scala di grigio su un fondino colorato, per esempio con il 10% di magenta. Questa è una falsa bitonalità.

In inglese le immagini multitonali vengono dette duotones, tritones, quadtones. In italiano sono state tradotte con Due tonalità, tre tonalità, quattro tonalità.

Ogni altra modalità di colore (RGB, CMYK, Lab) prevede più canali. Una immagine multitonale prevede solo un canale, perché Photoshop salva solo l'immagine a scala di grigio con due, tre o quattro curve, una per ogni tonalità.

Per vedere i singoli canali è possibile trasformare l'immagine in multicanale e poi annullare il comando. Per vedere la quantità di inchiostro in ogni canale usare la paletta Info impostando Colore reale.

Il colore di ogni singolo inchiostro può essere dato come colore spot o come CMYK, RGB, HSB, Lab. In tutti i casi, escluso Lab, il rispettivo spazio di lavoro impostato nelle Preferenze colore determina il colore relativo. In realtà questo riguarda solo la visualizzazione perché il file multitonale non ha al suo interno un profilo di quadricromia, ed è dunque device dependent.

Similmente, si possono indicare i colori di sovrastampa, ma questa indicazione è solo per la visualizzazione a monitor. Nessuno può dire cosa succederà stampando (tipograficamente, cioè per esempio in offset) uno sopra l'altro due inchiostri che non siano di quadricromia (cioè ciano, magenta, giallo, nero). Photoshop non ha indicazioni di questo tipo.

Attenzione anche a non confondere la sovrastampa di una multitonalità (che è una sovrastampa di inchiostri) con la sovrastampa di colori.
La sovrastampa di inchiostri è la base della generazione dei colori in stampa offset in quadricromia. Per esempio si sovrastampa l'inchiostro giallo con l'inchiostro magenta per avere il colore rosso.
La sovrastampa di colori è un'altra cosa che, situazione per situazione, si può desiderare o non desiderare. Per esempio la sovrastampa di un colore di quadricromia (0 50 50 0) con un altro (50 50 0 0) può essere evitata (in tal caso si dice che il secondo colore "buca") e si vede solo il primo, oppure può essere voluta (e si vedrà un terzo colore).

I colori multitonali non sono supportati da profili ICC, per i motivi spiegati dall'autore di Photoshop in persona, Thomas Knoll:

Photoshop does not support ICC tagging of duotone files, mostly because there is not such a thing as a "duotone" ICC profile.

The spot ink dot gain profiles used the color settings dialog is really just gray scale profiles, and encode only one tiny bit of the information required for an accurate duotone display. Ideally a duotone ICC profile would have separate dot gains for each color, information on the Lab values of each ink color, information on how the colors overprint in all combinations and percentages, etc.

Just embedding the spot ink dot gain profile would not solve the problem, since the ink colors can be defined also be specified in CMYK, RGB or Gray spaces, requiring up to 4 existing ICC profiles to be embedded. I think the resulting profile mismatch dialog with four embedded profiles might be somewhat confusing to the user.

In any case, duotone files should be files that you intent to output as duotone files, and are thus already in device space. The working space profiles only affect the preview, not the duotone output plates. The preview simulation of duotone files is only approximate at best. Duotone mode were never intended to act as an editing mode for files that will primary be output to a CMYK or RGB printer. Expecting accurate proofs of duotone mode documents on CMYK or RGB devices is expecting far too much from Photoshop's duotone mode, give the very limited amount of information it has about ink interactions.

Insomma, non esiste un profilo ICC adatto per le multitonalità. Dunque i file Duotone sono pensati per essere nello spazio Device e gli spazi di lavoro non influenzano le lastre ma solo il preview che è necessariamente approssimato.

Photoshop 5.x got the duotone ink dot gain from the dot gain of the black channel of the current CMYK space.

Photoshop 6 and later get the duotone ink dot gain from the spot dot gain setting in color settings.

The CMYK working space in version 6 will only affect the duotone display if one or more of the colors defining the duotone inks is a CMYK color. The RGB and Gray working spaces can also affect things if you pick the duotone colors in one of those spaces. (Thomas Knoll)

Photoshop 4.0.x e 5.0 possono salvare queste immagini in Photoshop nativo e EPS. In EPS queste immagini vengono salvate in CMYK con un insieme di quattro funzioni di trasferimento (C, M, Y, K).

Photoshop 5.0.2, 5.5, 6, 7 e CS, invece, possono salvare la multitonalità in PSD, EPS e PDF. Per descrivere la multitonalità EPS e PDF usano lo spazio colore PostScript DeviceN, supportato sia da PostScript Level 3 che da PDF 1.3. Lo spazio sarà a due, tre o quattro canali a seconda che si tratti di un duotone, tritone o quadtone. Questi formati non includono funzioni di trasferimento.