空氣中有許多微小的塵埃、水滴、冰晶等物質，當太陽光通過空氣時太陽光中波長較長的紅光、橙光、黃光都能穿透大氣層，直接射到地面，而波長較短的藍、紫、靛等色光，很容易被懸浮在空氣中的微粒阻擋，從而使光線散射向四方，使天空呈現出蔚藍色。
天空的顏色（也就是大氣層的顏色）實際上是光譜中藍色周圍的合成顏色，我們稱之為“蔚藍”。如果沒有大氣層我們看見的太陽就是在漆黑的太空背景中一個非常耀眼的大火球，空間站的宇航員就能看到這樣的景象，因為太陽光透過大氣層失去了大部分光譜中的藍色區域，我們透過大氣層看太陽往往是黃顏色的。藍色光與光混合后是白光（沒通過大氣層的太陽光）。
陰雨天的天空是灰白色的，因為云層較厚對陽光的主要表現是反射，這時光線就比晴天弱，天空就比晴天顯得暗一些，當再次陽光透過較厚云層后，由于云層中含水量較大，還有較多的塵埃，陽光經反射后就主要表現塵埃與小水滴或小冰晶的顏色，所以陰雨天的天空看上去是灰白色的。
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