Quá trình cơ bản hoạt động trong cầu vồng là sự khúc xạ - sự bẻ cong của ánh sáng. Ánh sáng uốn cong - hay chính xác hơn là thay đổi hướng - khi nó truyền từ phương tiện này sang phương tiện khác. Điều này xảy ra bởi vì ánh sáng truyền với tốc độ khác nhau trong các môi trường khác nhau.