彩虹不是天上的实物弧线，而是阳光在水滴中折射、反射后，按波长分开并落到你眼中的结果。
白光包含多种波长。水滴像一颗微小棱镜：光进入时折射，在内表面反射，再射出时再次折射。不同波长偏折角度略有差别，于是红光与紫光分散成扇形。
观察者需要背对太阳，面向雨幕。阳光从身后射入水滴，再折向眼睛。圆弧的几何中心大致在“反日点”附近，因此地面上我们常只看到半圈；从飞机上有时能看到完整的光环。
主虹外侧偏红、内侧偏紫；若条件合适，还可出现颜色顺序相反的副虹，来自多一次内反射。
光盘表面的彩纹、油膜上的彩色，以及分光仪拆解星光，都与波长相关的光学行为有关。理解色散，有助于读懂天文光谱为何能揭示恒星成分。