Sateenkaarisyntyy, kun auringon valonsäteet taittuvat ja heijastuvat miljoonista vesipisaroista, niin että valo hajoaa spektrin väreriksi. Pisarat eivät itse asiassa ole pisaran vaan pallon muotoisia.
Sateenkaari näyttää taivaalla loistavalta kehältä, kun sitä katsellaan selin aurinkoon. Katselija näkee sateenkaaressa olevan pisteen 42 asteen kulmassa auringonsäteiden suuntaan nähden.
Havaitsija näkee vain sen osan valosta, joka heijastuu pisaroista tietyssä kulmassa.
Sateenkaari näkyy vain tarkasteltaessa tiheässä olevia sadepisaroita selin aurinkoon.
Koska eri värit taittuvat eri tavoin, tietyssä kohtaa olevat pisarat heijastavat punaista ja toiset vihreää valoa jne.
Valo taittuu pisarassa. Heijastuneen valon kulma poikkeaa enintään 42 astetta valonlähteen suunnasta.