天空呈现蓝色的主要原因是太阳光与地球大气层中气体分子和微小颗粒发生瑞利散射，其中蓝色光波长短、易被散射，从而进入人眼使天空看起来是蓝色的。 太阳发出的白光包含各种颜色的光，波长较短的蓝光和紫光最容易被大气分子散射，而紫光被吸收较多且人眼对紫光不敏感，因此我们看到的天空以蓝色为主。当太阳高度角较低时（如日出日落），阳光穿过更厚的大气层，蓝光被大量散射掉，剩下的红光和橙光则使天空呈现红色。
【常见问题】
问题1：为什么天空不是紫色的？
回答1：虽然紫光波长比蓝光更短，散射更强，但太阳光中紫光强度本身就比蓝光弱，同时大气层上层的臭氧层会吸收部分紫光，而且人眼对蓝光比紫光更敏感，因此我们看到的天空是蓝色而非紫色。
问题2：为什么阴天天空是灰白色的？
回答2：阴天云层较厚，云中的水滴和冰晶尺寸远大于空气分子，对所有颜色的光都发生同等程度的散射（米氏散射），使得光线被均匀散射，天空呈现出灰白色。
问题3：瑞利散射与天气变化有关吗？
回答3：瑞利散射本身并不直接决定天气，但天空的蓝色程度可以间接反映大气中的气溶胶和污染物含量。如果大气中微小颗粒较多，散射增强会使天空显得更白或偏灰，而极纯净的大气则呈现深邃的蔚蓝色。