Tęcza, seria koncentrycznie kolorowych łuków, które można zobaczyć, gdy światło z odległego źródła - najczęściej Słońca - pada na zbiór kropel wody - jak podczas deszczu, mgiełki lub mgły. Tęczę obserwuje się w kierunku przeciwnym do Słońca.
Kolorowe promienie tęczy są spowodowane załamaniem i wewnętrznym odbiciem promieni świetlnych, które dostają się do kropli deszczu, przy czym każdy kolor jest wygięty pod nieco innym kątem. Zatem złożone kolory padającego światła zostaną oddzielone po wyjściu z kropli. Najbardziej błyskotliwą i najczęściej spotykaną tęczą jest tak zwany łuk główny, który powstaje ze światła, które wychodzi z kropli po jednym wewnętrznym odbiciu.
Chociaż promienie świetlne mogą wychodzić z kropli w więcej niż jednym kierunku, wysoka gęstość promieni wyłania się pod minimalnym kątem odchylenia od kierunku napływających promieni. Obserwator widzi zatem najwyższą intensywność, patrząc na promienie o minimalnym odchyleniu, które tworzą stożek z wierzchołkiem w oku obserwatora i osią przechodzącą przez Słońce. Światło wychodzące z kropel deszczu po jednym wewnętrznym odbiciu ma minimalne odchylenie około 138 °, a tym samym największą intensywność w kierunkach tworzących stożek o promieniu kątowym około 42 °, z łukami (od wewnątrz na zewnątrz) fioletowym, indygo, niebieskim, zielony, żółty, pomarańczowy i czerwony.
Czasami można zaobserwować drugorzędny łuk, który jest znacznie mniej intensywny niż łuk główny i ma odwróconą sekwencję kolorów. Drugorzędna tęcza ma promień kątowy około 50 ° i dlatego jest widoczna na zewnątrz głównego łuku. Ten łuk jest wynikiem światła, które zostało poddane dwóm wewnętrznym odbiciom w kropli wody. Tęcze wyższego rzędu, wynikające z trzech lub więcej wewnętrznych odbić, są wyjątkowo słabe i dlatego rzadko się ich obserwuje.
Czasami słabo zabarwione pierścienie są widoczne tylko wewnątrz łuku głównego. Są to tak zwane nadliczbowe tęcze; zawdzięczają swoje pochodzenie efektowi interferencji promieni świetlnych wychodzących z kropli wody po jednym wewnętrznym odbiciu.
