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。

阳光在通过空气中的小水滴时发生折射，彩虹由此出现。光谱中不同颜色的光折射率不同，令阳光分成不同颜色、制造出一条多彩拱形。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。而只要空气中有水滴，阳光低角度照射就可以产生我们观察到的彩虹现象，彩虹通常也在下午，雨过天晴时候出现，这时候的空气内尘埃少而且充满水滴，天空一边因为有雨云而比较暗，而观察者头上或者背后没有云遮挡可以看见阳光就可以看到彩虹。彩虹的出现和天气变化也有关系。彩虹的明显程度，取决于空气中小水滴的大小，小水滴体积越大，形成的彩虹越鲜亮，小水滴体积越小，形成的彩虹就不明显。一般冬天的气温较低，在空中不容易存在小水滴，下雨的机会也少，所以冬天一般不会有彩虹出现。