Les arcs-en-ciel dont provoqués par la diffraction de la lumière solaire dans des myriades de goutellettes de pluie. La lumière du soleil se compose en effet d'un certain nombre de couleurs fondamentales dont la réunion donne la lumière(blanche).Or,ces différentes couleurs se dissocient lorsque la lumière solaire traverse une goutellette et sont réfléchies par sa face interne.Toutes ces couleurs,à savoir,le rouge,l'orange,le jaune,le vert,le bleu,l'indigo et le violet,sont réfractées suivant des angles differents.
Il arrive qu'on puisse voir un arc-en-ciel plus pale au-dessus de l'arc-en-ciel principal.Sa formation s'explique par le fait que la lumière se reflète deux fois dans chaque goutellette et explique aussi pourquoi ses couleurs sont inversées par rapport à l'arc-en-ciel principal.
Les arcs-en-ciel se produisent lorsqu'en un point quelconque il y a en meme temps du soleil et de la pluie.Mais le phénomène ne peut etre aperçu que si l'on se trouve entre la zone ensoleillée et la zone de pluie et à condition aussi que le soleil ne soit pas trop haut dans le ciel.Lorsque le soleil est voisin de la ligne d'horizon,un observateur en avion où se trouvant sur une montagne élevée peut apercevoir un arc-en-ciel formant un cercle complet.La lune produit aussi des arcs-en-ciel,mais ils sont beaucoup plus pales,parce que la lumière lunaire n'est que le reflet de celle du soleil.