在一個晴天，我們通常會看到如下景象：藍藍的天空、雪白的雲朵，以及一如既往、稍顯單調的金燦燦的陽光。但是在日落的時候，白雲和藍天變成粉色，橙色和紫色，而且太陽也呈現出紅暈。這種漂亮而又驚人的變化是由氣體分子、浮塵顆粒和其他漂浮在空中的少量物質造成的。
這到底是怎麼一回事呢？原來，太陽內部產生的光是白光，但是白光之中包含著很多顏色——也就是彩虹的所有顏色。如果你通過棱鏡觀察白光，你就會看到一道彩虹。棱鏡把白光分成各種顏色，就像梳子把頭發分成一縷一縷的。白光從一頭射入棱鏡，然後紅、橙、黃、綠、藍、青、紫各種色彩就會從棱鏡的另一頭射出來。
當太陽光從宇宙空間射向地球的大氣層時，一部分的光幹淨利落地透過大氣層而到達地麵，仍然保持原來的白色。但是由於地球上的空氣是由氣體分子構成的，比如氮氣和氧氣，一些光便會在向下照射的過程中遇到這些分子。
日落時，陽光必須要穿過厚厚的空氣層。
當陽光通過氣體分子（如氧氣）進行傳播時，會被分解成其本來的色彩。這些顏色從分子中散射出來，向各個方向散開。不同顏色的光線產生的亮度也會有差異，其中藍光的亮度就要比紅光強八倍。
天空中分布著數億個氣體分子，強烈的藍光從它們之中散射出來，像潮水一般向我們湧來，於是天空呈現藍色。（天空不是“純淨的”藍色，因為別的顏色也到達了我們的眼睛，但是因為它們太暗了，所以我們察覺不到。）
這樣太陽光中的藍色光就少了，而剩下的顏色都是暖色，於是便呈現出了黃色。實際上，太陽看起來就比它實際的顏色要更黃一些。
等到日落時分，更劇烈的變化產生了。空氣的底層最厚，充滿氣體分子和塵埃。所以當太陽在天空中的位置較低時，陽光必然要穿過比一天中其他時間更厚的空氣層。
這是為什麼呢？當太陽在頭頂上的時候，它產生的陽光僅僅穿過位於我們之上的空氣，而這些空氣隨著高度的增加會越來越稀薄，所以陽光基本上可以毫發無損地到達我們的視覺範圍之內。
但是當太陽接近地平線的時候，它產生的陽光必然穿過靠近地麵的更厚的空氣層，這個空氣層從觀察者一直延伸到地平麵。在這個空氣層中，陽光會遇到更多的空氣分子、塵埃和汙染物，於是更多的藍色光從陽光中散射出來。
陽光在到達我們視覺範圍之內的時候，它所包含的光線絕大部分是橙色光和紅色光。於是我們這時看到的太陽就是火紅色的球體，而不是暗淡的黃色球體。
塵埃顆粒使得這些發紅的光線散射向我們，雲彩也會反射這些紅光，所以就呈現出橙色和紅色的豐富畫麵。日落過後，天空還可能呈現出片片紫色，一些科學家認為這是由於顏色重疊而形成的，也就是說，地平線附近強烈的紅光與天空中更高處的藍光混合在一起，從而形成片片紫色。