Στα 578 π.χ., ο Αναξιμένης, Έλληνας φιλόσοφος, παρατήρησε τη σχέση μεταξύ του Ουράνιου Τόξου και του Ήλιου. Αντί να αποδώσει το Τόξο σε ουράνιες δυνάμεις, πρότεινε ότι τα σύννεφα αλλάζουν την πορεία του ηλιακού φωτός και παράγουν το Τόξο των χρωμάτων. Πρώτος ο Αριστοτέλης συνέλαβε την ιδέα ότι το ουράνιο τόξο δεν είναι υλικό αντικείμενο που κρέμεται από τον ουρανό, αλλά ένα φυσικό φαινόμενο.
Χρησιμοποίησε προσεκτικά την τότε γεωμετρία, αλλά λάθος νόμους ανάκλασης, για να εξάγει το κυκλικό σχήμα του Τόξου. Σταδιακά, οι ενασχολούμενοι με αυτό λόγιοι και φιλόσοφοι άρχισαν να συνειδητοποιούν ότι τόσο το φαινόμενο της ανάκλασης όσο και εκείνο της διάθλασης είχαν κάποιας μορφής σχέση με το φαινόμενο του Ουράνιου Τόξου. Την πρώτη ικανοποιητική εξήγηση έδωσε ο Καρτέσιος κατά τον 18ο αιώνα.
Σύμφωνα με την θεωρία του το ουράνιο τόξο παράγεται από τις ακτίνες που πέφτουν πάνω στα σταγονίδια και που ανακλούνται στην εσωτερική τους επιφάνεια τουλάχιστον μια φορά. Κατά ένα γνωστό ευρωπαϊκό μύθο, στη βάση του ουράνιου τόξου ένα τσουκάλιγεμάτο χρυσάφι περιμένει όποιον καταφέρει να φτάσει εκεί, πράγμα φυσικά αδύνατο καθώς το ουράνιο τόξο είναι οφθαλμαπάτη που δεν εντοπίζεται στο χώρο.
Αν και τα ουράνια τόξα εμφανίζουν μια ευρεία γκάμα χρωμάτων, τα πιο ευδιάκριτα είναι το κόκκινο, το το κίτρινο, το μπλε, δηλαδή τα βασικά χρώματα και το ιώδες , το πράσινο, το βιολετί και το πορτοκαλί. Το ουράνιο τόξο στην πραγματικότητα είναι συνεχές φάσμα και εμφανίζονται και όλες οι ενδιάμεσες αποχρώσεις των παραπάνω χρωμάτων.
Αν και τα ουράνια τόξα εμφανίζουν μια ευρεία γκάμα χρωμάτων, τα πιο ευδιάκριτα είναι το κόκκινο, το το κίτρινο, το μπλε, δηλαδή τα βασικά χρώματα και το ιώδες , το πράσινο, το βιολετί και το πορτοκαλί. Το ουράνιο τόξο στην πραγματικότητα είναι συνεχές φάσμα και εμφανίζονται και όλες οι ενδιάμεσες αποχρώσεις των παραπάνω χρωμάτων.
