其實(shí)只要有空氣中有水滴，而陽(yáng)光正在觀察者的背后以低角度照射，便可能產(chǎn)生可以觀察到的彩虹現(xiàn)象。彩虹最常在下午，雨后剛轉(zhuǎn)天晴時(shí)出現(xiàn)。這時(shí)空氣內(nèi)塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因?yàn)槿杂杏暝贫^暗。而觀察者頭上或背后已沒(méi)有云的遮擋而可見(jiàn)陽(yáng)光，這樣彩虹便會(huì)較容易被看到。另一個(gè)經(jīng)�？梢�(jiàn)到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天氣下背對(duì)陽(yáng)光在空中灑水或噴灑水霧，亦可以人工制造彩虹。
晚虹是一種罕見(jiàn)的現(xiàn)象，在月光強(qiáng)烈的晚上可能出現(xiàn)。由于人類視覺(jué)在晚間低光線的情況下難以分辦顏色，故此晚虹看起來(lái)好像是全白色。
原理
造成彩虹的光學(xué)原理彩虹是因?yàn)殛?yáng)光射到空中接近圓型的小水滴，造成色散及反射而成。陽(yáng)光射入水滴時(shí)會(huì)同時(shí)以不同角度入射，在水滴內(nèi)亦以不同的角度反射。當(dāng)中以40至42度的反射最為強(qiáng)烈，造成我們所見(jiàn)到的彩虹。造成這種反射時(shí)，陽(yáng)光進(jìn)入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開(kāi)水滴時(shí)再折射一次。因?yàn)樗畬?duì)光有色散的作用，不同波長(zhǎng)的光的折射率有所不同，藍(lán)光的折射角度比紅光大。由于光在水滴內(nèi)被反射，所以觀察者看見(jiàn)的光譜是倒過(guò)來(lái)，紅光在最上方，其他顏色在下。
雙重彩虹，上方為霓，下方為虹很多時(shí)候會(huì)見(jiàn)到兩條彩虹同時(shí)出現(xiàn)，在平常的彩虹外邊出現(xiàn)同心，但較暗的副虹(又稱霓)。副虹是陽(yáng)光在水滴中經(jīng)兩次反射而成。兩次反射最強(qiáng)烈的反射角出現(xiàn)在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因?yàn)橛袃纱蔚姆瓷�，副虹的顏色次序跟主虹反轉(zhuǎn)，外側(cè)為藍(lán)色，內(nèi)側(cè)為紅色。副虹其實(shí)一定跟隨主虹存在，只是因?yàn)樗墓饩�強(qiáng)度較低，所以有時(shí)不被肉眼察覺(jué)而已（參看)。
彩虹其實(shí)并非出現(xiàn)在半空中的特定為置。它是累察者看見(jiàn)的一種光學(xué)現(xiàn)象，彩虹看起來(lái)的所在位置，會(huì)隨著觀察者而改變。當(dāng)觀察者看到彩虹時(shí)，它的位置必定是在太陽(yáng)的相反方向。彩虹的拱以內(nèi)的中央，其實(shí)是被水滴反射，放大了的太陽(yáng)影像。所以彩虹以內(nèi)的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置，剛好是累察者頭部影子的方向，虹的本身則在觀察者頭部的影子與眼睛一線以上40°至42°的位置。因此當(dāng)太陽(yáng)在空中高于42度時(shí)，彩虹的位置將在地平線以下而不可見(jiàn)。這亦是為甚么彩虹很少在中午出現(xiàn)的原因。
彩虹由一端至另一端，橫跨84°。以一般的35mm照相機(jī)，需要焦距為19mm以下的廣角鏡頭才可以用單格把整條彩虹拍下。倘若在飛機(jī)上，會(huì)看見(jiàn)彩虹會(huì)是完整的圓形而不是臘形，而圓形彩虹的正中心則是飛機(jī)行進(jìn)的方向。
1307年時(shí)歐洲已有人提出彩虹是由水滴對(duì)陽(yáng)光的折射及反射而造成。笛卡爾在1637年發(fā)現(xiàn)水滴的大小不會(huì)影響光線的折射。他以玻璃球注入水來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出水對(duì)光的折射指數(shù)，用數(shù)學(xué)證明彩虹的主虹是水點(diǎn)內(nèi)的反射造成，而副虹則是兩次反射造成。他準(zhǔn)確計(jì)算出彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色。
后來(lái)牛頓以玻璃菱鏡展示把太陽(yáng)光散射成彩色之后，關(guān)于彩虹的形成的光學(xué)原理全部被發(fā)現(xiàn)。
在中國(guó)的古代社會(huì)，由于受到各種條件的限制，古人對(duì)天象的認(rèn)識(shí)充滿了敬畏，彩虹在古代被看作為一個(gè)能喝水的怪物，所到之處霸道的很，吃吃吃喝喝喝�！对�(shī)經(jīng)》有說(shuō)“蝃蝀在東，莫之敢指”，意思是彩虹出現(xiàn)在東方，無(wú)人敢指怕遭殃，不敢得罪。
隨著社會(huì)科學(xué)的發(fā)展，才打破了彩虹的神話傳說(shuō)，被賦予美好之意，成為吉祥之物~
彩虹在神話中占有一席位，是因?yàn)樗拿篮退莻�(gè)難以理解的現(xiàn)像．伽利略的關(guān)于光的特性專著出現(xiàn)之后，才能解釋彩虹這個(gè)現(xiàn)像．
在中國(guó)神話中，女?huà)z煉五色石補(bǔ)天，彩虹即五色石發(fā)出的彩光。