Optik atmosfer berkaitan dengan bagaimana sifat optik unik atmosfer bumi menyebabkan berbagai fenomena optik spektakuler. Warna biru langit adalah akibat langsung dari hamburan Rayleigh yang mengalihkan sinar matahari frekuensi tinggi (biru) kembali ke bidang pandang pengamat. Penghamburan kristal es dan partikel lain di atmosfer bertanggung jawab atas lingkaran cahaya, sisa cahaya, korona, sinar matahari, dan anjing matahari. Variasi dalam jenis fenomena ini disebabkan oleh ukuran partikel dan geometri yang berbeda.