Duha vzniká lomem světla v kapkách vody ve vzduchu a vnitřním odrazem světla v atmosféře. Tento úkaz můžeme pozorovat, když se spustí voda, tedy při dešti nebo při mlze. Voda má větší index lomu (číslo, se kterým můžeme počítat jak se světlo láme v různých látkách) než vzduch a proto se v ní světlo láme.

Měsíční nebo sluneční světlo tedy projde každou jednotlivou kapkou a tam se odráží od stěn a na okraji kapky se rozkládá na jednotlivé barvy a láme se. Každá barva se láme pod jiným úhlem (to kvůli různým vlnovým délkám jednotlivých barev) a proto má duha vždy stejně poskládané barvy. Kapky, které jsou ve stejné úhlové vzdálenosti od zdroje světla (tedy slunce nebo měsíce), potom vypadají, jako by měly stejnou barvu. Proto vypadá duha jako půlkruh.

Dvojitá duha

Pokud jste někdy viděli dvojitou duhu, znamená to, že se z jedné kapky vody odrazily dva paprsky. Také se naší druhé duze může říkat sekundární duha či vedlejší duha, ta je ale většinou méně výrazná než duha primární. Při jistých podmínkách můžeme spatřit i trojtou duhu, ale ta je vzácná.

Bílá duha

Pokud jste viděli na obloze bílý oblouk či velmi mdlou nebarevnou duhu, můžete si být jisti, že jste narazili na bílou duhu. Je to způsobeno různými velikostmi kapek, či lomem v kapkách mlhy.

Červená duha

Tato duha je monochromatická (jednobarevná) a můžeme ji spatřit při svítání či západu slunce, kde již převažuje červené světlo.

Měsíční duha

Tato duha vzniká lomem měsíčního světla, což jste si již mohli odvodit z názvu. Jedná se o docela vzácný jev, který je charakterizovaný pouze bílým či nažloutlým obloukem.