当阳光穿过空气中的水滴时，会发生折射、色散和反射现象。阳光进入水滴，先发生折射，分成七种颜色的光；然后在水滴内部表面发生反射；最后再次折射离开水滴。这个过程中，阳光需要以大约42度的角度反射到观察者眼中。
因此，要看到彩虹，观察者必须站在太阳和水滴之间。太阳必须在观察者的背后，而水滴需要在观察者的前方。这就意味着彩虹总是出现在与太阳相反的方向。
在一天中，不同时间看到的彩虹位置也不同。早晨太阳在东方，彩虹就出现在西方；傍晚太阳在西方，彩虹则出现在东方。太阳高度角越低，彩虹的位置就越高，形成的弧度也越大。当太阳高度角超过42度时，彩虹就会低于地平线，法被看到。
彩虹的七彩圆弧总是以对日点为中心。对日点是观察者眼睛与太阳连线延长线上的一点，正好与太阳方向相反。所有彩虹的圆弧都围绕着这个对日点，这也进一步证明了彩虹与太阳的位置关系。
当我们欣赏彩虹时，可以通过观察太阳位置来预测彩虹可能出现的方向。记住这个简单规律：面朝着彩虹，太阳一定在你的背后。这种位置关系是彩虹形成的必然结果，也是自然光学现象的奇妙体现。