Cahaya matahari adalah cahaya polikromatik (terdiri dari banyak warna). Warna putih cahaya matahari sebenarnya adalah gabungan dari berbagai cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Mata manusia sanggup menyerap paling tidak tujuh warna yang dikandung cahaya matahari, yang akan terlihat pada pelangi: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.
Ketika cahaya matahari melewati butiran air, ia membias seperti ketika melalui prisma kaca. Jadi di dalam tetesan air, kita sudah mendapatkan warna yang berbeda memanjang dari satu sisi ke sisi tetesan air lainnya. Beberapa dari cahaya berwarna ini kemudian dipantulkan dari sisi yang jauh pada tetesan air, kembali dan keluar lagi dari tetesan air. Cahaya keluar kembali dari tetesan air ke arah yang berbeda, tergantung pada warnanya. Warna-warna pada pelangi ini tersusun dengan merah di paling atas dan ungu di paling bawah pelangi.
Berdasarkan ilmu fisika, dijelaskan bahwa fenomena pelangi di dalam pelangi terjadi akibat adanya interferensi warna atau paduan warna. Interferensi ada yang bersifat konstruktif sehingga memberikan spektrum yang kuat. Ada pula yang bersifat destruktif sehingga mengakibatkan spektrum yang lemah (warna-warna pastel). Karena interferensi tersebut, akhirnya terjadilah pelangi di dalam pelangi, dengan warna-warna bagian dalamnya semakin pucat.
Jadi, proses terjadinya pelangi meliputi proses interferensi yang mengakibatkan spektrum warna kuat dan lemah.