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La luz del sol es en realidad una mezcla de todos los colores, y al atravesar el aire cada color se dispersa en distinta medida.
El cielo parece azul porque la luz solar, aunque se ve blanca, contiene todo un espectro de colores, y las longitudes de onda más cortas, como el azul, se dispersan mucho más al chocar con las moléculas de gas de la atmósfera que las más largas, como el rojo, un fenómeno llamado dispersión de Rayleigh. Nuestros ojos son más sensibles al azul que al violeta, y el violeta se absorbe a mayor altura, así que el efecto neto es un resplandor azul disperso que llega desde todas direcciones.
El azul del océano es en gran parte un efecto aparte, producto de que el agua absorbe la luz roja y refleja la azul, no una contribución importante al color del cielo, y el aire en sí no tiene ningún tinte inherente: es transparente hasta que la luz solar interactúa con sus moléculas.
Esta misma dispersión explica por qué los atardeceres se vuelven rojos y anaranjados: la luz solar que atraviesa mucha más atmósfera con un ángulo bajo pierde la mayor parte de su azul antes de llegar a nuestros ojos, dejando las longitudes de onda más cálidas.
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