彩虹形成的原理是陽光照射到空氣中的水滴時，光線在雨滴內發生折射、反射和分散，最終導致我們看到內紫外紅的彩色光帶。
陽光進入水滴時，由於不同顏色光線的波長不同，折射程度也不同，使得光線在水滴內部發生色散，即各種顏色被分散。然後，光線在水滴的背面發生反射，最後再次折射出來。由於雨後空氣中存在大量這樣的水滴，這些水滴使得不同顏色的光線以相同的角度折射到我們的眼睛中，形成了彩色光帶。
此外，雙彩虹的形成是由於陽光在水滴內部發生了兩次反射，第一次反射形成主虹，第二次反射則形成副虹（也稱霓），副虹的顏色排列與主虹相反，色彩較暗。