只要有空气中有水滴,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.另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近.在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾,亦可以人工制造彩虹.晚虹是一种罕见的现象,在月光强烈的晚上可能出现.由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分办颜色,故此晚虹看起来好像是全白色.彩虹是因为阳光射到空中接近圆型的小水滴,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.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.造成彩虹的光学原理很多时候会见到两条彩虹同时出现,在平常的彩虹外边出现同心,但较暗的副虹(又称霓).副虹是阳光在水滴中经两次反射而成.两次反射最强烈的反射角出现在50°至53°,所以副虹位置在主虹之外.因为有两次的反射,副虹的颜色次序跟主虹反转,外侧为蓝色,内侧为红色.副虹其实一定跟随主虹存在,只是因为它的光线强度较低,所以有时不被肉眼察觉而已。
可见光的主要波长范围约为390-700nm，而肉眼对于两种颜色显著差异的辨识间隔约为40nm，七种颜色的特征波长大体如下：红 650nm橙 610nm黄 570nm绿 530nm青/蓝 490nm蓝/靛 450nm紫 410nm经常有人问为什么有“红橙黄绿青蓝紫”和“红橙黄绿蓝靛紫”这两种说法，哪种更为准确，其实两种都有其道理，上面的理论就可以给出较好的解释。两者其实只是对蓝色的定义有所不同，牛顿的理论里是“红橙黄绿蓝靛紫”，其认为的蓝色更偏向490nm，而“红橙黄绿青蓝紫”里的蓝色更偏向450nm。而物理三原色中的蓝色，也是为更多人所接受的蓝色，其实介于两者之间，大致在470nm左右。大气科学领域有一种“三色吸收光度计”（Tricolor Absorption Photometer），用于测量气溶胶在红、绿、蓝三个波段的光吸收，其设定的三个特征波长为652nm、528nm、467nm，这也印证了上面对红、绿、蓝三色的定义。大气里的水蒸汽分子将太阳光折射，分解出不同波长的光波（即不同颜色的光）。牛顿在用三棱镜做色散实验后推论，太阳光（白光）是由七色光混合而成。我们所见到的彩虹不一定是七色彩虹，日出和日落时的彩虹是红色的，而蓝色和绿色的彩虹在天空中大抵看不到，有时彩虹由于各种原因又会缺掉一两个颜色。而且彩虹的颜色仅仅是靠人眼去辨认的，而我们将肉眼所能看到的并且能区分出的颜色定义为七种（赤橙黄绿青蓝紫）。实际上，从红色到紫色其间过渡的颜色数不胜数，不过人们很能准确表达何种颜色是什么。
彩虹是气象中的一种光学现象.当阳光照射到半空中的雨点,光线被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩的光谱.彩虹七彩颜色,从外至内分别为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫.原理：光的色散太阳光（白光）由其它多种光组成，不同的光波长不同，在透过三棱镜时折射率因此不同。红光波长长，折射率小；紫光波长短，折射率大。因此当一束光透过三棱镜时，会从上往下依次呈红···紫。下雨之后 天空中会出现很多的小水珠，这些小水珠会发挥三棱镜的作用，彩虹就产生了，当然还和其他一些因素有关，但原理就是光的色散，光的折射就是7种色彩 根据波长的大小依次排列。
