เมื่อมีแสงขาวตกกระทบหยดน้ำในบรรยากาศ แสงบางส่วนหักเหเข้าไปในหยดน้ำ(บางส่วนสะท้อน) ส่วนที่หักเหเข้าไปในหยดน้ำ เมื่อไปตกกระทบผิวหนดน้ำด้านตรงข้ามจะสะท้อน(และหักเห) รังสีส่วนที่สะท้อนเมื่อมาถึงผิวหยดน้ำจะเกิดการหักเหออกจากหยดน้ำ การหักเหครั้งแรก(ตอนเข้าสู่หยดน้ำ)แสงขาวจะถูกแยกออกเป็นสีต่าง ๆ การหักเหครั้งที่สอง(ตอนออกจากหยดน้ำ)แสงสีต่าง ๆ จะยิ่งแยกออกจากกันมากขึ้น จนเราเห็นแสงสีแยกออกจากกันในลักษณะของรุ้งกินน้ำ
1. รุ้งปฐมภูมิ เกิดจากแสงตกกระทบหยดน้ำทางขอบบน เกิดการหักเห 2 ครั้ง สะท้อนกลับหมด 1 ครั้ง โดยจะเห็นเป็นสีต่าง ๆ กันมีสีแดงอยู่บนและมีสีม่วงอยู่ล่างสุด จะเกิดเป็นรุ้งตัวล่าง (มีสีเข้มกว่าตัวล่าง)
2. รุ้งทุติยภูมิ เกิดจากแสงตกกระทบหยดน้ำทางขอบล่าง เกิดการหักเห 2 ครั้ง สะท้อนกลับหมด 2 ครั้ง โดยจะเห็นเป็นสีต่าง ๆ กันมีสีม่วงอยู่บนและมีสีแดงอยู่ล่างสุด จะเกิดเป็นรุ้งตัวบน