雨後出現彩虹的原因主要是陽光照射到空氣中懸浮的小水滴，經過折射和反射作用，最終形成彩虹。
當陽光進入雨滴時，由於水滴內部和外部空氣的折射率不同，光線會發生折射，導致光線分散成不同的顏色。波長較長的光線（如紅色和橙色）折射角度較小，而波長較短的光線（如藍色和紫色）折射角度較大，這種現象稱為色散。
此外，光線在雨滴內部經過一次反射後，從水滴的另一側射出，再次發生折射，形成彩虹。彩虹中不同顏色的光線因其波長不同而在彩虹中呈現出不同的位置和角度。觀察彩虹的最佳條件是陽光、雨滴和觀察者之間的特定角度關係，通常觀察者需要背對太陽，面向雨滴。
雨後，由於空氣中充滿了小水滴，加上合適的陽光角度，就為彩虹的形成提供了理想條件。彩虹的明顯程度還取決於空氣中水滴的大小；水滴越大，彩虹越鮮艷；水滴越小，彩虹顏色越淡。