La dispersión de Rayleigh, un fenómeno causado por la interacción entre la luz solar y las moléculas de la atmósfera terrestre, da como resultado la aparición de una atmósfera azul durante el día. La dispersión de las ondas de luz se produce cuando entran en contacto con partículas que son más pequeñas que su longitud de onda. En la atmósfera, estas partículas son principalmente moléculas de nitrógeno y oxígeno, que abundan.

Cuando la luz solar, que incluye un espectro de colores, ingresa a la atmósfera de la Tierra, las moléculas de nitrógeno y oxígeno interactúan con los componentes de longitud de onda más corta de la luz visible, principalmente la luz violeta y azul. Las longitudes de onda más cortas se dispersan más eficazmente en todas direcciones debido a su mayor energía. Como resultado, la luz azul dispersa es visible desde varios ángulos, dando al cielo su característico aspecto azul.

Los demás colores del espectro visible, como el rojo, el naranja y el amarillo, tienen longitudes de onda más largas y se dispersan en menor medida. Es por eso que vemos estos colores principalmente durante el amanecer y el atardecer, cuando la luz del sol tiene que viajar a través de un camino más largo de la atmósfera para llegar a nuestros ojos. Las moléculas atmosféricas adicionales que encuentra aumentan la dispersión de longitudes de onda más cortas, dejando que las longitudes de onda más largas restantes dominen, creando vibrantes tonos rojos y naranjas.