其实所有彩虹都是完整的圆形，只是因为它们被地面和地平线挡住了一部分，所以看起来是拱形。如果站在地面，将无法看到彩虹圆圈的下半部分。事实上，被地平线“淹没”的彩虹下半部分都是不可见的。其中一个原因是地球表面的紧密，限制了光线的反射。
就彩虹而言，进入单个水滴的阳光会被多次弯曲或折射。首先，它在进入水珠时折射，之后光线从水滴远端的内壁反射回来，再经过一次折射之后才能重新回到空气中。
太阳光经过水滴折射以后，被分离成各种成分颜色。虽然看起来是白色，但阳光实际上是内所有颜色的结果。
每种颜色的光都有着自己的波长，红色光的波长最长，紫色光的波长最短。由于不同颜色光的这些特性，当一束白色的光线进入水滴时，其各种成分颜色会产生不同角度的折射，然后再从水滴中射出。这就是为什么彩虹中的各种颜色会被分为不同层次的原因。