A formação do arco-íris tem relação com fenômenos ópticos. Esses fenômenos envolvem a separação de cores no aspecto do sistema de luz solar. As gotas de ar que ficam suspensas na atmosfera também vão ser influenciadas pela baixa altitude ou pelos ângulos. Por isso, o arco-íris pode aparecer antes ou depois das chuvas. E tudo será influenciado pela dispersão da luz. Entende-se que as dispersões são fenômenos que causam as separações das ondas em variados componentes espectrais.

Para entender a formação do arco-íris também é válido saber que a onda da luz solar é branca, mas com várias outras cores a se misturar. Quando há incidência dessa luz nas gotas de água, tudo fica mais claro. Aí é que acontecem os fenômenos de refratação e dispersão.

O arco-íris não existe, trata-se de uma ilusão de óptica cuja visualização depende da posição relativa do observador. É importante salientar que todas as gotas de água refratam e refletem a luz da mesma forma, no entanto, apenas algumas cores resultantes desse processo é que são captadas pelos olhos do observador.

O arco-íris é formado quando a luz do sol ( branca) é interrompida por uma gota de água que vem da atmosfera, fazendo com que uma parte da luz do sol seja “jogada” para dentro da gota de água, reproduzida no interior dela, e depois “jogada” novamente para fora da gota.

Essa luz branca do sol é consequência de uma mistura de cores. Quando a luz passa pela gota de chuva, por exemplo, a refração da luz vai voltar em várias cores, como: violeta, anil, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho, que são as cores do arco-íris, por isso que quando se tem chuva e sol, dizemos que é provável a formação do arco-íris.

O arco-íris é considerado uma miragem, ou seja, ele não existe. Sua posição vai depender da posição em que a pessoa está observando.
Alguns cientistas afirmam que pode existir outro arco-íris fora do arco-íris principal. Isso acontece quando acontece uma reflexão dupla da luz solar nas gotas de chuva.

Cultura popular

Mesmo que a ciência explique toda a formação do arco-íris a partir de aspectos tão reais, a cultura popular analisa a formação desse fenômeno também sob outras óticas. É como se a chegada de um arco-íris implicasse em boas energias para a região onde ele apareceu. Para algumas pessoas, trata-se de sorte e boas realizações materializadas a partir de um fenômeno natural.