形成彩虹的形成是由于空气中的小水滴把阳光经过折射形成的。当光经一次折射和一次反射后形成的是一个正彩虹。有时，光会形成两次折射和一次反射后也会形成彩虹，不过这个彩虹是反的。在特殊情况下，也会两种彩虹同时出现，这就是双重彩虹。
两条彩虹同时出现，在平常的彩虹外边出现同心，但较暗的副虹（又称霓）。副虹是阳光在水滴中经两次反射而成。当阳光经过水滴时，它会被折射、反射后再折射出来。在水滴内经过一次反射的光缐，便形成我们常见的彩虹（主虹）。若光线在水滴内进行了两次反射，便会产生第二道彩虹（霓）。霓的颜色排列次序跟主虹是相反的。由于每次反射均会损失一些光能量，因此霓的光亮度亦较弱。两次反射最强烈的反射角出现在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因为有两次的反射，副虹的颜色次序跟主虹反转，外侧为蓝色，内侧为红色。
副虹其实一定跟随主虹存在，只是因为它的光线强度较低，所以有时不被肉眼察觉而已
原理1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成。笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射。他以玻璃球注入水来进行实验，得出水对光的折射指数，用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成，而副虹则是两次反射造成。他准确计算出彩虹的角度，但未能解释彩虹的七彩颜色。后来牛顿以玻璃菱镜展示把太阳光散射成彩色之后，关于彩虹的形成的光学原理全部被发现。
出现地区五月二十八号下午9点左右
新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿图什市出现双重彩虹
2009年8月26日晚，英国联赛杯在英国唐卡斯特郡体育场进行。正当唐卡斯特球队同托特纳姆热刺球队开始进行第二轮比赛时，球场上空忽然出现
了罕见明艳的双重彩虹，形成了一幅漂亮的球场背景幕。
2009年6月9日一场降雨过后，傍晚6点左右，北京上空惊现彩虹，而且是双彩虹。
2008年7月4日，除了上海之外，浙江、贵州、四川等等多个省市也在这几天出现了巨型的彩虹现象。对于短短数日间彩虹集中出现的现象，气象专家表示，这应该与近期中国降雨分布较广有关，充足的水汽造就了这一罕见的美景。
对于两道彩虹的同时出现，每一个人都表露出了一丝惊喜。在今天的网络中，记者发现，除了本市有许多市民对彩虹的出现谈论有加之外，浙江省的萧山、杭州、嘉兴等地也有不少关于双彩虹的图片放出。家住嘉兴市的一位张女士表示，昨天下午3点起，该市上空就雷声大作，但很快又变得阳光灿烂。到了晚上7点左右，夕阳如锦，一道美丽的双彩虹腾空而起，真是难得一见的奇景。
与此同时，四川、贵州等地也在前两天遇到了类似的景色。6月30日傍晚19点35分，四川绵阳市上空惊现双彩虹奇观，其中一道颜色鲜艳，赤橙黄绿线条分明，另一道稍微暗淡，但清晰可见，两道彩虹持续了十多分钟才散去，在当地几十年来还是首次出现；而在7月1日晚19点48分，雨后的贵州遵义市凤冈县城上空也出现美丽景象，两道绚丽的彩虹横跨县城东南边的天空,西边还出现了漂亮的火烧云，让人叹为观止。
2010-6-23深圳人民抬头在自己的天空看到了双彩虹，正如电影《岁月神偷》里说的，两条彩虹颜色相反，让刚看完电影的深圳人民着实为自己的亲眼所见而兴奋不已。
