虹和霓都是太阳光被水滴折射形成的自然现象。虹是太阳光从水滴内部反射后形成的彩色弧形，颜色从外到内依次是红橙黄绿蓝靛紫。霓则相反，颜色从外到内是紫橙黄绿蓝靛红，而且通常出现在太阳落山后或升起前，持续时间比虹短。

虹和霓的形成原理相同，都是太阳光以42度角进入水滴后折射分解。当太阳高度角在50度到60度之间时，虹最明显；而霓需要太阳高度角在42度以下才能出现。数据显示，虹的可见角度比霓大3度，所以虹更容易被看到。虹和霓的光谱波长不同，虹主要包含红光（620-750纳米），霓则更多蓝光（450-495纳米）。由于人眼对红色更敏感，虹看起来更鲜艳。霓出现时，虹也会同时存在但颜色较淡，因为水滴中的光折射角度不同。比如在日落时，太阳位于观察者后方42度，此时虹和霓会重叠，但霓的外层被虹覆盖，所以先看到虹后看到霓。