因为地面和地平线的高度会遮挡住彩虹的另一部分，所以我们眼睛看到的彩虹是拱形的。其实彩虹的形状是圆形的，但由于另一半被地球挡住了，所以你只能看见其中的一半，所以彩虹看上去是拱形的。
由于地球表面是一个曲面并且被厚厚的大气所覆盖，雨后空气中的水含量比平时高，当阳光照射入空气中的小水滴时就形成了折射。同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹。
虹的光线形成了一个圆锥体。圆锥体的顶端在你的眼睛。圆锥体的轴线平行于太阳光线并且向下定向朝着反日点。圆锥面附近的无数的雨滴发送阳光进入你的眼睛从而产生了彩虹。雨滴可以是几英尺远或一英里左右。雨滴的距离并不重要，彩虹看起来一样。
彩虹是一系列特定方向的光线，它本来不存在且它不位于在太空里任何特定的点。圆锥体里面的雨滴照亮彩虹里面的天空。圆锥体外面的雨滴不发送光线进入你的眼睛。
彩虹通过对水滴的折射，水滴会把阳光分离成各种颜色。我们知道，阳光看起来是白色，但它实际上是各种颜色的混合体。每一个都有不同的波长;长的就是红光，短的则是紫光。由于特点不同，当白色的阳光照入水里，它会以不同的角度折射到水里，就会让我们可以看到彩虹。这就是彩虹会有赤橙黄绿青蓝紫的原因。