Il y a sept couleurs dans un arc-en-ciel : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. L'acronyme ROYGBIV, prononcé "Roy G. Biv", est un mnémonique populaire à retenir les couleurs dans l'ordre.
Un arc-en-ciel se forme lorsque la lumière blanche, telle que la lumière du soleil, passe à travers un prisme ou à travers des gouttelettes d'eau en suspension dans l'air. Le prisme ou l'eau provoque la séparation de la lumière par longueur d'onde, car la lumière de longueurs d'onde plus longues telles que l'indigo et le violet se courbe plus que la lumière de longueurs d'onde plus courtes. Si un arc-en-ciel passe à travers un deuxième prisme, la lumière séparée peut être recombinée en lumière blanche.
Parfois, les différentes couleurs se mélangent, ce qui rend difficile de voir chaque couleur indépendamment. Le rouge est créé lorsque la différence d'angle entre la lumière du soleil entrant et sortant est de 42 degrés, une différence de 40 degrés produit du violet, et ainsi de suite.