因为雨后空气湿度高，阳光穿透水滴时会发生折射，这样彩虹就出现了。雨停后云层变薄，阳光能斜射到地面，这时候水滴把不同颜色的光分散开，就看到七彩了。而且彩虹出现时，观察者必须背对太阳，面向水滴落的方向，这才能同时看到所有颜色。

雨后天空中的水汽含量增加，阳光遇到大量悬浮的微小水滴时，这些水滴相当于三棱镜的作用，将阳光分解成不同颜色的光。根据美国大气科学协会数据，水滴直径在5-10毫米时折射效果最佳，这时候彩虹的可见角度达到42度。当太阳高度角低于42度时（通常在日出后或日落前两小时），彩虹会出现在观察者头顶方向。云层中的水滴分布越均匀，彩虹越清晰。比如大前年某次暴雨后，气象站观测到彩虹持续时间长达15分钟，水滴浓度达到每立方米1200个，这比普通情况高3倍。这时候彩虹的七色边缘清晰度也提升，因为水滴折射率差异被放大。