彩虹形成的原因主要是由於陽光照射到空氣中的水滴，光線在這些水滴中發生折射和反射，最終在天空中形成拱形的七彩光譜。
太陽光本身包含紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的光，當太陽光照射到水滴上時，光線首先發生折射，進入水滴的內部，由於各種顏色光的波長不同，它們的折射程度也不同，導致光線分散成七種單色光。這些單色光在水滴內部經過反射後，再次折射出來，由於每次反射和折射的程度不同，因此形成了彩虹中的七種顏色。
彩虹的彎曲形狀是由於地球表面大氣層的曲率造成的，陽光在進入大氣層時發生折射，形成了我們所看到的弧形彩虹。而且，彩虹的亮度取決於空氣中小水滴的大小，較大的水滴會形成更鮮亮的彩虹，而較小的水滴形成的彩虹則不太明顯。