彩虹形成的原理是當太陽光照射到空氣中的水滴時，光線會發生折射、反射和色散等光學過程，最終分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的光譜，並在空中形成一道彩色的圓弧，即爲我們所見的彩虹。
具體來說，當太陽光射入雨滴時，會先折射然後在水滴內部反射，最後再從水滴中折射出來。這個過程中，光線按照不同的波長被不同角度分散，形成了彩虹的色帶。而我們所看到的彩虹的位置，其實是隨着我們的視角而變化的，每個人看到的彩虹都不一樣，因爲每個人看到的水滴都不一樣。
此外，除了常見的單一彩虹外，有時候還可以看到雙彩虹或多重彩虹。這些彩虹是由於太陽光在水滴內反射多次而產生的。第一重彩虹是由太陽光在水滴內反射一次而形成的，叫做主虹；第二重彩虹是由太陽光在水滴內反射兩次而形成的，叫做副虹。