陽光由七種顏色組成:紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。碰到水滴，會第壹次折射。由於這七種顏色的波長不同，它們的偏轉角也會不同。這時陽光會分解成七種單色光。折射後的單色光到達水滴背面後，會根據反射定律發生反射；反射的單色光會回到入射水滴的這壹側，然後第二次折射，水滴仍然會以單色光射出。
事實上，只要空氣中有水滴，並且太陽以低角度照射在觀測者身後，就可能出現可觀測的彩虹現象。彩虹壹般出現在雨後剛轉晴的下午，此時空氣中灰塵較少，充滿小水滴，天空的壹側因為仍有雨雲而漆黑壹片，但觀測者的頭頂或背後沒有雲也能看到太陽，所以彩虹會更容易看到。另壹個經常看到彩虹的地方是瀑布附近。天氣晴朗時，可以背對太陽向空中噴水或水霧，也可以制造人工彩虹。