Ánh sáng di chuyển trong không gian theo đường thẳng, khi vào bầu khí quyển bị cản lại bởi các hạt bụi nhỏ hoặc các phân tử khí. Bắt đầu từ đây, tùy thuộc vào bước sóng của ánh sáng và kích thước của những vật chiếu vào mà nó có màu sắc khác nhau.

Trong không khí, những hạt bụi và nước có kích thước lớn hơn so với bước sóng của ánh sáng khả kiến nên khi ánh sáng chiếu vào nó sẽ bị các vật cản hấp thụ hoặc phản xạ lại theo nhiều hướng khác nhau. Các màu sắc khác nhau trong ánh sáng sẽ đều bị phản xạ lại theo cùng một hướng nên ánh sáng phản xạ từ các hạt cản vẫn giữ nguyên các màu sắc ban đầu.

Các phân tử khí trong khí quyển có kích thước nhỏ hơn so với bước sóng của ánh sáng khả kiến. Nên khi ánh sáng trắng chiếu vào phân tử khí, một phần của nó có thể bị hấp thụ và bị bức xạ ánh sáng theo nhiều hướng khác với ban đầu. Những ánh sáng có bước sóng ngắn bị hấp thụ nhiều hơn (như màu xanh dương hoặc tím), các bước sóng dài (như màu đỏ) không bị hấp thụ tiếp tục đi xuyên qua bầu khí quyển của Trái Đất. Khi đó, ánh sáng xanh sẽ được tán xạ khắp bầu trời.