虹の色の順番は、円弧の外側（一番上）から内側（一番下）に向かって「赤・橙・黄・緑・青・藍・紫」となっています。日本語の伝統的な色名表現では、この7つの漢字を連ねて「赤橙黄緑青藍紫（せきとうおうりょくせいらんし）」と呼びます。
空に浮かぶ虹を見上げた際、最も外側に鮮やかな赤が走り、中心に向かうにつれて橙、黄、緑、青、藍、そして最も内側に深い紫が位置します。この厳密な並び順が生じる理由は、太陽光が大気中の水滴を通過する際に起きる「光の屈折と波長」の関係にあります。
太陽から届く白色光は、あらゆる波長の光が混ざり合った状態です。この光が空気中から球状の水滴（雨粒）に入射すると、水滴の表面で光が屈折し、内部で1回反射して再び空気中へと出ていきます。このプロセスで重要なのが、光の色ごとに異なる「波長の長さ」と「屈折率」です。
赤色光は波長が約700nm（ナノメートル）と長く、水滴を通過する際に曲がる角度（屈折率）が小さいため、入射した太陽光に対して約42度の角度で観察者の目に届きます。一方で、紫色光は波長が約400nmと短く、屈折率が大きいため、約40度の角度で届きます。地上にいる人間の視点から見ると、光が曲がりにくい赤が高い位置（外側）に見え、大きく曲がる紫が低い位置（内側）に見えるため、必ず「外側が赤、内側が紫」という不動のグラデーションが完成します。
