Jednym z odwiecznych pytań dzieciństwa jest „Dlaczego niebo jest niebieskie?” Być może pytałeś o to jako dziecko, a może masz dziecko, które teraz pyta Ciebie! Wyjaśnienie zaczyna się od ostatecznego źródła światła w naszym układzie słonecznym: Słońca. Światło słoneczne wydaje się białe, ale to białe światło składa się ze wszystkich kolorów widma widzialnego, od czerwonego do fioletowego. Na swojej drodze przez atmosferę światło słoneczne jest pochłaniane, odbijane i zmieniane przez różne pierwiastki, związki i cząsteczki. Kolor nieba zależy w dużej mierze od długości fal docierającego światła, ale cząsteczki powietrza (głównie azotu i tlenu) oraz cząsteczki pyłu również odgrywają ważną rolę.

Gdy Słońce jest wysoko nad głową, większość jego promieni przechwytuje atmosferę pod niemal pionowymi kątami. Krótsze fale światła, takie jak fioletowa i niebieska, są łatwiej absorbowane przez cząsteczki powietrza niż światło o dłuższej długości fali (czyli z czerwonych, pomarańczowych i żółtych pasm widma). Cząsteczki powietrza wypromieniowują wtedy fioletowe i niebieskie światło w różnych kierunkach, nasycając niebo. Jednak w południe niebo wydaje się być niebieskie, a nie kombinacją niebieskiego i fioletowego, ponieważ nasze oczy są bardziej wrażliwe na światło niebieskie niż na fioletowe.

Gdy słońce znajduje się blisko horyzontu o świcie i zmierzchu, promienie słoneczne uderzają w atmosferę pod bardziej skośnymi kątami, a zatem promienie te muszą pokonać większą odległość w atmosferze niż w południe. W rezultacie w atmosferze znajduje się więcej cząsteczek azotu i tlenu oraz innych cząsteczek, które mogą blokować i rozpraszać przychodzące światło słoneczne. Podczas tego długiego przejścia, przychodzące promieniowanie o krótszych długościach fal niebieskich i fioletowych jest w większości filtrowane, a wpływ tych długości fal na kolor nieba maleje. Pozostają dłuższe fale, a niektóre z tych promieni uderzają w kurz i inne cząsteczki w pobliżu horyzontu, jak również w kropelki wody tworzące chmury, tworząc czerwone, pomarańczowe i żółte odcienie, którymi cieszymy się o wschodzie i zachodzie słońca.