肥皂泡的壁其实是一层极薄的液体膜，由水和肥皂分子构成。这层膜薄到什么程度？通常仅有微米量级，比头发丝还细百倍。更重要的是，这层膜的厚度并不均匀，受重力、表面张力等影响，膜的不同位置厚薄有微妙差异。
当阳光照射在肥皂泡上时，光并未直接穿透或被吸收，而是在膜的前后两个表面发生反射。来自前表面的反射光和后表面的反射光，会像两列波一样在空中相遇。这两束光源于同一光源，频率相同、振动方向一致，满足了“干涉”的条件——波的叠加。
波的叠加有“加强”和“减弱”两种情况。若两束光的路程差即后表面反射光比前表面多走的距离恰好等于某个波长的整数倍，它们的波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加，光的亮度就会增强；若路程差等于半个波长的奇数倍，波峰与波谷抵消，光则会减弱甚至消失。
阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等不同波长的光混合而成的白光。肥皂膜厚度的微小差异，会让不同波长的光在不同位置满足“加强”条件：某处厚度适合红光的波长叠加，就显红色；另一处厚度适合蓝光的波长叠加，就显蓝色。当膜的厚度随泡泡的晃动不断变化时，各颜色的“加强区”也随之移动，彩色斑纹便像活的一样流动起来。
正因如此，肥皂泡上的彩色斑纹本质是光的薄膜干涉与白光色散共同作用的结果：薄膜的厚度不均让不同波长的光在不同位置增强，而白光的多色性则让这些增强的光呈现出斑斓的色彩。这短暂却绚烂的现象，正是光与物质相互作用的微观舞蹈。