这是由于空气对太阳光散射造成的。
太阳光是广谱的，包含红外线、可见光、紫外线。它的能量集中于以黄色光为中心的可见光。可见光又可分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜色。这些不同颜色的光线合在一起在我们的眼中产生了白色的视觉。所以太阳光的本色是白色。
空气对穿过它的光线有散射作用。通过空气的光线会有一部分偏离原来的运动方向而离开了原来的光束，且光的波长越短（波长短的光对应于偏蓝的光，波长长的光对应于偏红的光）散射作用越大。
太阳光穿过空气时偏蓝的光散射的多，偏红的光散射的少。这就是为什么天空是蓝色的原因。同时，这也是日出或日落时太阳为红色或橙黄色的原因。
有人会问，紫光的波长比蓝光的波长更短，天空为什么是蓝的而不是紫的？虽然说光的波长越短，被散射的越多。但是被散射的光线里还是各种波长的都有。就是说散射的光线里包含红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色。这些光线综合在一起，在我们的眼中形成了天蓝色的视觉
大气本身是无色的。天空的蓝色是大气分子、冰晶、水滴等和阳光共同创作的图景。
阳光进入大气时，波长较长的色光，如红光，透射力大，能透过大气射向地面；而波长短的紫、蓝、青色光，碰到大气分子、冰晶、水滴等时，就很容易发生散射现象。被散射了的紫、蓝、青色光布满天空，就使天空呈现出一片蔚蓝了。