Ánh sáng Hoàng Hôn được hình thành khi ánh sáng từ mặt trời tương tác với không khí.

Khi ánh sáng mặt trời đi vào khí quyển, nó gặp các phân tử và hạt lơ lửng trong không khí, dẫn đến một quá trình gọi là Tán Xạ.

Bản thân các phân tử và hạt khí quyển này không phát ra ánh sáng mà chúng phân tán ánh sáng mặt trời, tạo ra nhiều nguồn ánh sáng tán xạ khắp bầu khí quyển.

Theo định luật tán xạ Rayleigh, các bước sóng ánh sáng ngắn hơn như tím, xanh lam và lục lam dễ bị tán xạ hơn, trong khi các bước sóng dài hơn như đỏ, cam và vàng có khả năng truyền mạnh hơn.

Kết quả là, chúng ta quan sát thấy bầu trời quang đãng có màu xanh lam và chỉ còn lại những làn sóng ánh sáng dài hơn, chẳng hạn như vàng, cam và đỏ, còn sót lại ở đường chân trời.

Những tia sáng này bị phân tán bởi các phân tử không khí và các tạp chất như hơi nước, khiến bầu trời có màu sắc rực rỡ khi hoàng hôn.

Ánh nắng đỏ rực vào buổi sáng cho thấy sự hiện diện của nhiều giọt nước trong khí quyển, cho thấy thời tiết mưa có thể đang đến gần.

Ngược lại, ánh Hoàng Hôn màu đỏ rực hoặc vàng vàng báo hiệu bầu trời phía Tây thiếu mây để ánh sáng mặt trời xuyên qua, báo hiệu thời tiết phía trước sẽ nắng. Những đám mây đầy màu sắc thỉnh thoảng xuất hiện trên bầu trời vào lúc bình minh và Hoàng Hôn.

Sương mù xảy ra khi ánh sáng mặt trời xuyên qua bầu khí quyển dày đặc và phân tán giữa một số lượng lớn các phân tử không khí, đặc biệt là vào lúc bình minh và hoàng hôn.

Lượng bụi, hơi nước và các tạp chất khác trong không khí quyết định cường độ màu sắc quan sát được. Khi có mây che phủ, bản thân các đám mây có thể mang màu đỏ cam rực rỡ.

Nguyên nhân khiến ánh hoàng hôn có màu đỏ là do sự tán xạ của ánh sáng mặt trời. Các bước sóng ánh sáng ngắn hơn, chẳng hạn như màu tím, xanh lá cây và xanh lam, dễ bị tán xạ hơn, dẫn đến bầu trời trong xanh khi thời tiết quang đãng.

Mặt khác, các bước sóng ánh sáng dài hơn, bao gồm đỏ, cam và vàng, có khả năng truyền dẫn tốt hơn, điều này giải thích cho hiện tượng sương mù màu cam ấm thường thấy phía trên đường chân trời. Hiện tượng tán xạ này cũng góp phần tạo nên màu sắc nổi bật khi mặt trời mọc và mặt trời lặn.

Vào những buổi sáng sớm hoặc chiều tối khi mặt trời xuống thấp, mây trên bầu trời thường có màu đỏ giống như lửa. Những đám mây màu đỏ này thường được gọi là đám mây cháy hoặc cảnh hoàng hôn rực rỡ vào buổi sáng và buổi tối.

Thỉnh thoảng, khi không có mây, bầu trời có thể chuyển sang màu đỏ rực, còn được gọi là đám mây lửa.

Đám mây lửa là những đám mây ở tầng thấp có màu đỏ khi bình minh hoặc hoàng hôn. Chúng là hiện tượng tự nhiên liên quan đến sự thay đổi khí quyển. Những đám mây này thường được nhìn thấy trên bầu trời phía Tây trong mùa hè, đặc biệt là sau cơn giông bão.

Hình dạng của các đám mây lửa thay đổi đáng kể do sự bốc hơi mạnh mẽ trên mặt đất và ảnh hưởng của các luồng khí bốc lên trong khí quyển. Thông thường, màu của những đám mây này là màu đỏ và sự xuất hiện của chúng cho thấy thời tiết ấm áp, lượng mưa dồi dào và sự phát triển sinh học mạnh mẽ.