天空呈现蓝色主要是由于大气对太阳光的散射作用，这种现象被称为瑞利散射。太阳光看起来是白色的，但实际上它是由多种颜色的光组成的，这些颜色合在一起形成了白光。当太阳光进入地球的大气层时，它会与空气中的气体分子以及其他微小颗粒发生碰撞。
不同颜色的光具有不同的波长，而短波长的光（如蓝色和紫色）比长波长的光（如红色和黄色）更容易被空气中的微小颗粒散射。尽管紫色光的波长更短，理论上应该散射得更多，但因为太阳光中蓝光的强度比紫光强很多，再加上人眼对蓝光更为敏感，所以我们看到的天空呈现出蓝色而非紫色。
此外，当太阳接近地平线时，光线穿过大气层的路径变得更长，更多的短波长光被散射掉，剩下的较长波长的红光使得日出和日落时的天空显得格外红艳。