彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴,造成光的色散及反射而成的.阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内也是以不同的角度反射.当中以40-42度的反射最为强烈,形成人们所见到的彩虹.
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.
因为水对光有色散的作用,不同波长的光的折射率有所不同,蓝光的折射角度比红光大.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.