Niebo wydaje się niebieskie głównie z powodu rozpraszania światła słonecznego w atmosferze. Ze Słońca do Ziemi dociera białe światło, które składa się ze wszystkich kolorów tęczy. Gdy przechodzi przez powietrze, krótsze fale świetlne rozpraszają się najsilniej.

Najbardziej efektywnie rozprasza się światło niebieskie i fioletowe, które mają najkrótsze fale. Jednak nasze oczy są znacznie bardziej wrażliwe na kolor niebieski niż na fioletowy, dlatego właśnie ten odcień dominuje w tym, co widzimy na niebie.

Cząsteczki azotu i tlenu w atmosferze, głównie bardzo małe w porównaniu do długości fali światła, powodują tzw. rozpraszanie Rayleigha. Im krótsza fala, tym silniejsze rozproszenie, stąd niebo jest niebieskie, a nie zielone czy czerwone.

Gdy Słońce jest nisko nad horyzontem, światło musi przejść przez grubszą warstwę atmosfery. Niebieskie światło zostaje niemal całkowicie rozproszone, a do naszych oczu dociera głównie dłuższe, czerwone i pomarańczowe. Dlatego niebo wtedy przybiera płomieniste barwy.