Наблюдается на пелене падающего дождя, освещенного солнцем в виде дуги окружности с центром на продолжении прямой, проведенной от солнца через голову наблюдателя.
Иногда над основной радугой появляется вторая, менее яркая, концентрически ей расположенная, и реже — едва заметная третья (вследствие двойного и тройного преломления луча в капельках воды). У нижней (главной) радуги красный цвет находится на выпуклой стороне и фиолетовый на вогнутой, внутренней, а на второй (побочной) цвета расположены наоборот, на третьей — как на основной.
Угол, составленный прямыми, проведенными от наблюдателя через центр и край главной радуги, приблизительно всегда равен 42°, а для побочной — 50°. Поэтому, когда солнце находится высоко над горизонтом, радуги не видно, она находится ниже горизонта, и наоборот бывает видна большая дуга радуги, приближающаяся к полукругу, при заходе и восходе солнца.
Явление радуги появляется везде, где лучи солнца встречают капли воды (на водопадах , у фонтанов и т. д.). При лунном свете явление радуги редко, но наблюдается в виде расплывчатого беловатого круга.