根据瑞利散射定律，太阳光谱中的波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易散射出来，而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力很强。因此，我们看到晴朗的天空总是呈蔚蓝色，而地平线上空的光线只剩波长较长的黄、橙、红光了。这些光线经空气分子和水汽等杂质的散射后，那里的天空就带上了绚丽的色彩。
现代气象学解释霞的形成，是因为“空气分子的散射”。当太阳光透过厚厚的大气层，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒，就会发生散射。它们散射了太阳光，就使每一个大气分子成为了“散射光源”。霞光出现的时间，基本都在早晨和傍晚，时间点在出和日落前后。正因此这个时间段太阳所在的位置和地平线形成的角度，才使得霞一般呈现为赤、橙、黄色出现。
最后我们说说“早霞不出门，晚霞行千里”这句民谚。彩霞出现的气象条件，必须有云层和水汽。清晨太阳光从东方升起，出现彩霞就说明大气的云层中水气已经增多，一旦水气继续集聚下去，就会变成雨水落下。这就是所谓的“早霞不出门”。“晚霞行千里”，这是相对雨后傍晚出现彩霞而说的，因为雨停止乌云消失，但大气中仍有一定的水气；最后的余晖又从西方照射大地，光波较长的红、橙、黄光被率先散射出来。而正常天气中出现的晚霞，就是光波较长的这些颜色光线还未消失形成的。
