Avant d’arriver au sommet de l’atmosphère, les rayons du Soleil sont composés de toutes les longueurs d’onde dans le visible ; ils sont blancs. Lorsque ces rayons atteignent l’atmosphère, ils interagissent avec les particules qui la composent. Une partie des longueurs d’onde du rayon solaire est alors diffusée de manière incohérente dans toutes les directions. Du fait de la taille des particules, l’intensité de diffusion est plus importante pour les longueurs d’onde dans le bleu que celles dans le vert et dans le rouge. Or, lorsque nous regardons le ciel sans observer le Soleil directement en face, nous voyons la lumière diffusée et non pas transmise. Cette lumière diffusée étant plus riche en longueurs d’onde dans le bleu que dans le reste du spectre, le ciel nous apparaît bleu. À l’inverse, la lumière transmise à travers l’atmosphère est appauvrie en longueurs d’onde dans le bleu par rapport au reste du spectre électromagnétique. Le Soleil nous apparaît donc jaune. Il est à noter que la diffusion se fait dans tout le volume de l’atmosphère et pas seulement à son sommet, et que les rayons diffusés sont à leur tour diffusés par les particules qu’ils rencontrent dans l’atmosphère, ce qui accentue les couleurs respectives du ciel et du Soleil.