首先要認識到的是，太陽是一種極強的光源—它比月亮要亮得多。其次，大氣層中的氮原子和氧原子對透過它們的太陽光會產生一定的作用。
有一種稱爲瑞利散射的物理現象，會使光線在透過直徑相當於該光線波長（顏色）的十分之一的顆粒時發生散射。陽光是由各種不同顏色的光線組成的，但是由於大氣層中一些元素的存在，使得藍色比其他顏色的散射度要高得多。
因此，在晴朗的天氣裏看天空時，會看到太陽像一個明亮的圓盤。整個天空的藍色是大氣層中所有散射藍色光的原子的顏色（由於紅色光、黃色光、綠色光和其他顏色光的散射度非常低，所以所看到的天空是藍色的）。
擴展資料：
由於瑞利散射的強度與波長四次方成反比，所以太陽光譜中波長較短的藍紫光比波長較長得紅光散射更明顯，而短波中又以藍光能量最大，所以在雨過天晴或秋高氣爽時（空中較粗微粒比較少，以分子散射爲主），在大氣分子的強烈散射作用下，藍色光被散射至瀰漫天空，天空即呈現蔚藍色。
另外，由於大氣密度隨高度急劇降低，大氣分子的散射效應相應減弱，天空的顏色也隨高度由蔚藍色變爲青色（約 8 公里）、暗青色（約 11 公里）。
暗紫色（約 13 公里）、黑紫色（約 21 公里），再往上，空氣非常稀薄，大氣分子的散射效應極其微弱，天空便爲黑暗所湮沒。可以說，瑞利散射的結果，減弱了太陽投射到地表的能量。
