Vaivorykštės yra ryškus ir gražus meteorologinis reiškinys, kurį sukelia šviesos lūžis. Kad susidarytų vaivorykštė, saulė turi būti šalia horizonto, o priešais saulę turi būti stiprus rūkas, rūkas ar lietus. Stebėtojas, stovintis tarp saulės ir vaivorykštės, matytų 180 laipsnių spalvų lanką, kuris eina per matomą spektrą nuo raudonos iki violetinės. Kai kuriais atvejais, esant tinkamoms sąlygoms, susiformuos dvigubos vaivorykštės su šviesia atvirkštine vaivorykšte virš pagrindinės vaivorykštės, o kitais atvejais buvo stebima visiškai apskrita vaivorykštė, dažniausiai iš orlaivio, skrendančio virš Žemės.
Nors vaivorykštės buvo stebimos, apie jas rašoma ir vaizduojamos mene šimtmečius, jų priežastis nebuvo suprasta tol, kol fizika nepradėjo tyrinėti šviesos savybių. Iš esmės vaivorykštės priežastis yra saulės šviesos atspindys per atskirus vandens lašus. Šviesa patenka į vandenį ir atsispindi iš priešingos vandens lašo pusės, grįždama pro įėjimo tašką. Kadangi šviesos kampas arba lūžis keičiasi, kai ji grįžta atgal, ji filtruoja šviesą į skirtingas spalvas, kurios išsidėsto su raudona viršuje ir violetine apačioje, nes raudona bangos ilgis yra ilgiausia, o violetinė – trumpiausia.
Kai susidaro dvigubos vaivorykštės, šviesa lūžta du kartus, todėl blankesnė vaivorykštė atsispindi virš pagrindinės. Potencialiai gali susidaryti ir triguba vaivorykštė, nors tai yra nepaprastai reta. Kai tik vanduo pakankamai išsisklaidys ar pajudės saulė, vaivorykštė išnyks, nes sąlygos šviesai lūžti per lašus nebeoptimalios. Taip pat gali susidaryti mėnulio lankas, nors žmonėms sunku atskirti spalvas tamsoje, todėl jis dažniausiai būna baltos ir pilkos spalvos atspalviais.
Žmonės, ieškantys vaivorykštės, turėtų išeiti į lauką, kai saulė yra netoli horizonto ir lyja stipriai, arba yra aktyvi audra. Jei stebėtojas atsuka nugarą į saulę ir žiūri tiesiai prieš saulę, jis gali matyti vaivorykštę, jei yra tinkamos sąlygos, o lanko viršūnė yra tiesiai priešais saulę. Kai kuriais atvejais šviesos sąlygos yra tinkamos, kad vaivorykštė susidarytų arti stebėtojo: kitu atveju vaivorykštė ir toliau atrodys taip, tarsi toltų nuo persekiotojo, kol galiausiai visiškai išnyks, nes stebėtojas iš tikrųjų per ją praėjo. .