Grundprincipen bakom bildandet av regnbågar är processen för brytning och spridning av ljus. När solljus träffar en vattendroppe bryts den, eller böjs, när den kommer in i droppen. Ljusets olika färger bryts i olika vinklar, där violett ljus bryts mest och rött ljus bryts minst.
När ljuset passerar genom vattendroppen sprids det också, eller separeras i sina olika färger. Detta beror på att ljusets hastighet är olika för olika färger, där violett ljus färdas långsammare än rött ljus. De olika ljusfärgerna separeras alltså när de passerar genom vattendroppen.
Efter att ha passerat genom vattendroppen bryts ljusets olika färger igen när de lämnar droppen. Denna gång bryts ljuset så att det violetta ljuset böjs mer än det röda ljuset, vilket resulterar i den välbekanta regnbågsbågen med rött på utsidan av bågen och violett på insidan.
För att en regnbåge ska synas måste solen vara bakom observatören och vattendropparna måste vara framför observatören. Solens strålar måste också träffa vattendropparna i en viss vinkel för att få fram regnbågseffekten.
Det är värt att notera att regnbågar inte är föremål som kan vidröras eller fysiskt interagera med. De är optiska illusioner som skapas av samspelet mellan ljus och vattendroppar, och deras utseende beror på betraktarens perspektiv. Solens och vattendropparnas position i förhållande till betraktaren är avgörande för att se en regnbåge.
