Sateenkaari näkyy aina vastakkaisella puolella taivasta kuin aurinko, koska valo heijastuu sadepisaroista takaisin jokseenkin samaan suuntaan kuin se on tullut. Valon heijastuminen vesipisaroista ei vielä riitä selittämään sateenkaaren värejä, siihen vaaditaan myös valon taittumista.
Kun auringonvalo taittuu ja heijastuu vesipisaroissa, valkoiselta näyttävä auringonvalo hajoaa – kirjaimellisesti – sateenkaaren väreihin. Niitä on seitsemän: punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo ja violetti. Värit ovat sitä hehkuvampia ja kirkkaampia, mitä suurempia pilvistä tipahtelevat vesipisarat ovat.
Kun auringonvalo kulkee sadepisaran pinnan läpi, valon kulkusuunta muuttuu, koska se siirtyy harvemmasta aineesta eli ilmasta tiheämpään eli veteen.
Valo heijastuu pisaran sisäpinnasta ja kun se poistuu vesipisarasta, sen kulkusuunta muuttuu jälleen: nyt se siirtyy tiheämmästä aineesta harvempaan eli vedestä ilmaan.
Kahden taittumisen ja yhden heijastumisen seurauksena valon kulkusuunta muuttuu 42 astetta. Siksi sateenkaari näkyy taivaalla vastapäätä aurinkoa ja kaartuu katsojan pään varjon ympärille 42 asteen etäisyydellä.
