彩虹是因为阳光射到空中接近球形的小水滴，造成色散及反射而成。

　　阳光射入水滴时会同时以不同角度入射，在水滴内亦以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈，造成我们所见到的彩虹。造成这种反射时，阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次，总共经过一次反射两次折射。

　　因为水对光有色散的作用，不同频率的光的折射率有所不同，红光的折射率比蓝光小，而蓝光的偏向角度比红光大。由于光在水滴内被反射，所以观察者看见的光谱是倒过来，红光在最上方，其他颜色在下。

　　因此，彩虹和虹霓的高度不一样，颜色的层递顺序也正好反过来。彩虹意旨光线经过两次折射一次反射，虹霓则是光线经过两次折射两次反射。

　　只要空气中有水滴，而阳光正在观察者的背后以低角度照射，便可能产生可以观察到的彩虹现象。

　　彩虹的明显程度和小水滴的大小息息相关。小水滴的体积越大，我们肉眼所能看到的彩虹就越明显、越鲜亮；小水滴的体积越小，则越不明显。

　　彩虹最常在下午，雨后刚转天晴时出现，这时空气内尘埃少而充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗，而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光，这样彩虹便会较容易被看到。