O arco-íris, também chamado arco-celeste, é um fenômeno meteorológico que se forma com a separação da luz do Sol em seu espectro, quando o astro brilha sobre a chuva, que pode ainda não ter caído ou já ter cessado, pois a chuva provoca um aumento da umidade do ar. A luz do Sol refletida pela Lua também pode causar um arco-íris.

Parte da luz é refratada para dentro da gota, é refletida no seu interior e novamente refratada para fora. A luz branca é formada por diversas cores: as sete do arco-íris e muitas outras que não conseguimos ver: as que ficam abaixo do espectro (as infravermelhas) e acima dele (ultravioleta).

Quando a luz atravessa as gotas d’água, forma o espectro formado pelas cores vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta.mas o arco-íris não tem existência real: é uma ilusão de ótica, cuja posição aparente depende da posição do observador. Todas as gotas de chuva sofrem o fenômeno de reflexão e refratação, mas apenas algumas são visíveis da Terra.

Raramente, ocorre dupla refratação. Nestes casos, surgem dois arco-íris, sendo que o segundo é menor, externo ao principal e tem as cores invertidas, o que é determinado pela segunda retratação.

A explicação é simples, mas só foi possível depois que o inglês Isaac Newton estabelecesse as leis da física clássica. Antes disso, a humanidade tentou muitas outras explicações. É de sua autoria o disco de cores (disco de Newton), que, ao ser girado rapidamente, apresenta a cor branca. Na época, o poeta John Keats disse que o físico tinha destruído toda a poesia do arco-íris.

O nome do fenômeno é derivado da deusa grega Íris, considerada a mensageira dos deuses. Em sua trajetória entre a morada dos deuses e a Terra, ela deixava o rastro colorido.

Para judeus, cristãos e muçulmanos, o fenômeno recebe o nome de arco-celeste, referindo-se ao pacto que Deus teria feito com o patriarca Noé e sua descendência, de que nunca mais destruiria a terra, como havia feito com o dilúvio. Na Idade Média, recebeu o nome de arco-da-velha, uma referência à velha lei, substituída por Jesus, que representa a nova lei.