天空之所以呈現藍色，主要是因爲陽光中的藍色光波與其他較短波長的光（如紫、藍、青色）在穿過大氣層時，遇到了大氣分子和其他微粒（如塵埃、水滴）並與之相互作用。這些波長較短的藍光因爲其波長短、能量大，更容易被大氣中的微小顆粒散射到各個方向。這種現象稱爲瑞利散射。
當陽光進入大氣層時，紅色光等波長較長的光能夠直接透過大氣中的微粒射向地面，而藍色等波長較短的光則容易被散射。因此，我們看到的天空呈現出蔚藍色。在晴朗的天氣裏，空氣中的微粒較少，散射作用更爲明顯，使得天空看起來更藍。而在陰雨天氣，雲層較厚，太陽光更多地被反射，天空顏色可能顯得更灰暗。
此外，天空的藍色程度也會隨着太陽高度角的變化而變化。當太陽高度角較低時，陽光需要穿過更多的空氣分子和臭氧層，因此天空的藍色會更加明顯。而當太陽高度角較高時，天空的藍色會相對較弱。