空氣對光線的散射作用
晚霞的形成主要是由於空氣對光線的散射作用。
當太陽光射入大氣層後，遇到大氣分子和懸浮在大氣中的微粒時，就會發生散射。根據瑞利散射定律，太陽光譜中的波長較短的藍、紫光最容易散射出來，而波長較長的紅、橙、黃等顏色的光透射能力很強。在日出或日落時，太陽光需要穿過較厚的大氣層，這時，波長較短的藍、紫光被大量散射，使得地平線上空的光線中主要剩下波長較長的紅、橙、黃光。這些光線經過空氣分子和水汽等雜質的散射，使得天空呈現出絢麗的紅色或金黃色。
如果空中的塵埃、水汽等雜質較多，或者存在雲層，晚霞的色彩會更加顯著，雲塊也可能被染上橙紅艷麗的顏色。晚霞不僅是一種美麗的自然現象，還能預示著天氣的變化。例如，大紅色或金黃色的晚霞通常表示西邊的上游地區天氣已經轉晴或雲層已經裂開，預示著本地的雨雲即將東移，天氣將要轉晴。