Sonnenlicht besteht aus Licht unterschiedlicher Wellenlängen, die wir als verschiedene Farben wahrnehmen – von kurzwelligem Blau bis langwelligem Rot. Trifft dieses Licht auf die Moleküle der Luft (hauptsächlich Stickstoff und Sauerstoff), wird es in alle Richtungen gestreut.
Dieser Effekt, Rayleigh-Streuung genannt, betrifft kurzwelliges blaues Licht deutlich stärker als langwelliges rotes Licht – blaues Licht wird also viel häufiger in alle Richtungen abgelenkt. Schaut man tagsüber irgendwohin an den Himmel, ohne direkt in die Sonne zu blicken, sieht man vor allem dieses gestreute blaue Licht.
Bei Sonnenuntergang legt das Licht einen viel längeren Weg durch die Atmosphäre zurück. Das blaue Licht wird dabei so oft gestreut, dass es aus der direkten Sichtlinie verschwindet, während rötliches Licht den Weg eher übersteht – daher wirkt der Himmel dann orange bis rot.