彩虹是由於陽光照射到空氣中的水滴，光線在水滴內部發生折射和反射後，在觀察者的視角下形成的視覺現象。
當陽光進入水滴時，光線會發生折射，即改變方向，由於不同顏色的光（紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫）的波長不同，它們在折射時的角度也會有所不同，這種現象稱為色散。在水滴內部，光線可能會反射一次或兩次，這取決於彩虹的層次，主虹是由光線在水滴內部反射一次形成的，而副虹（也稱為第二虹或霓）則是由光線反射兩次形成的。
彩虹通常在雨後或毛毛雨時出現，當陽光穿過這些水滴時，形成了我們看到的七彩光譜。彩虹的完整圓形只有在特定的條件下才能看到，例如在飛機上。
此外，彩虹的形成與觀察者的位置有關，當太陽位於觀察者的背後，且陽光以低角度照射到水滴上時，彩虹最容易被觀察到。