Rozszczepienie światła jest wynikiem zjawiska dyspersji, powodującego różnice w kącie załamania światła o różnej długości fali przy przejściu z powietrza do wody i z wody do powietrza.
Światło widzialne jest postrzegalną wzrokiem częścią widma promieniowania elektromagnetycznego i w zależności od długości fali postrzegane jest w różnych barwach. Kiedy światło słoneczne przenika przez kropelki deszczu, woda rozprasza światło białe (mieszaninę fal o różnych długościach) na składowe o różnych długościach fal (różnych barwach) i oko ludzkie postrzega wielokolorowy łuk.
Pomimo faktu, że w tęczy występuje niemal ciągłe widmo kolorów, wyszczególnia się z reguły następujące barwy : czerwony (na zewnątrz łuku), pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo i fioletowy (wewnątrz łuku).
Najczęściej obserwowana jest tęcza główna, lecz mogą pojawić się także tęcze wtórne i następne oraz kilka opisanych poniżej zjawisk optycznych, towarzyszących tęczy. Tęcza powstaje naprzeciw słońca i nie należy jej mylić ze zjawiskiem halo, które występuje wokół słońca, a powstaje w wyniku innych zjawisk optycznych.
Tęcza pojawia się często w mitologii, religii, literaturze i sztuce. Tęczowa flaga stanowiła symbol masońskiego zakonu Order of the Rainbow Girls (7 barw).
