Para poder observar el arco iris hace falta que confluyan dos elementos a la vez: gotas de lluvia y rayos solares, por eso el arco iris es fácil de observar cuando despeja el cielo tras una tormenta.
Cuando los rayos del sol atraviesan pequeñas gotas de agua que hay en la atmósfera, se produce la aparición de un espectro de frecuencias de luz continuo en el cielo que llamamos arco iris. Este arco multicolor presenta el color rojo hacia la parte exterior y el violeta hacia la interior.
A veces se puede observar un arco iris doble, que incluye un segundo arco más tenue con los colores invertidos, es decir el rojo hacia el interior y el violeta hacia el exterior. Comúnmente se suele aceptar como siete los colores rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta producto de la descomposición de frecuencias de la luz, y es formado por los 3 colores primarios y los 3 secundarios, aunque tradicionalmente se habla de 7 colores, incluyendo el añil entre el azul y el violeta.
Alguien que ve un arco iris, en realidad no está viendo cosa alguna que esté en un sitio fijo. El arcoíris es sólo un fantasma, una imagen. Cuando alguien mira un arco iris, lo que está viendo en realidad es luz dispersada por ciertas gotas de lluvia. Otra persona que se encuentre al lado del primer observador verá luz dispersada por otras gotas. De manera que, aunque suene gracioso, puede decirse que cada quien ve su propio arcoíris, distinto del que ven todos los demás.
