日出や日没の空の赤色や橙色の強い色相は、空気分子や大気中の微粒子による日光の散乱が原因である。光の波長よりずっと小さな分子や微粒子による散乱（レイリー散乱）の強さは、波長に依存する。紫色や青色のような波長の短い光は、黄色や赤色等の波長の長い光に比べて強く散乱され、青色の成分が消える。この効果は、太陽が高い位置にある時に比べて日光が大気を通過する距離が長くなるため、日出や日没の際により強く影響する。大気中の微粒子は分子よりも強く散乱するため、日没の色に大きく関係する。強い雨が降った後等、対流圏に微粒子がほとんどない時には、空気分子だけが日光を散乱することになる。通常、朝の空と比べて夕方の空には微粒子やエアロゾルの量が多いため、日没の色は日出の色よりも鮮やかで強い。夜の大気は冷たくて風が少ないため、大気中の塵や微粒子は地表に落ちてしまうためである。しかし夜間に火事や噴火、砂塵嵐等が起こった場合には、日出の色は日没の色よりも強くなる。1991年のピナトゥボ山や1883年のクラカタウの噴火では、世界中で日出の色や日没の色が鮮やかになった。