L'arcobaleno è un fenomeno ottico dovuto alla riflessione e alla rifrazione della luce solare su gocce d'acqua sospese nell'aria.

La rifrazione scompone la luce bianca solare nei colori dello spettro con la comparsa di archi circolari concentrici di colore rosso all'esterno e violetto all'interno.

Si forma quando il sole illumina una nuvola con pioggia che si trova davanti all'osservatore stesso; non appare né in caso di cielo completamente sereno, né in caso di cielo completamente coperto. Determinante per l'intensità cromatica e l'ampiezza dell'arco è la grandezza delle gocce d'acqua: più grandi sono le gocce d'acqua, più marcato è l'arcobaleno.

Gli arcobaleni più belli si producono in combinazione con scrosci di pioggia mentre nel caso di pioviggini l'arcobaleno è molto sbiadito, quasi incolore. Oltre che con la pioggia, il fenomeno si produce anche con uno zampillo d'acqua o una cascata egualmente illuminati dal sole.

La posizione del sole più propizia al prodursi degli arcobaleni capita in primavera e in autunno.

Gli arcobaleni possono fornire informazioni anche per la previsione del tempo.

Di mattina l'arcobaleno è ad Ovest e in questo caso risultano probabili piovaschi da occidente, senza possibilità di un miglioramento del tempo a breve scadenza; di pomeriggio l'arcobaleno è a Est ed è associato alla presenza di nubi piovose che in molto casi si allontanano. Solamente se l'arcobaleno appare ad Est si può, perciò, contare su un miglioramento del tempo.