在日出与日落前后，天空中往往出现形态多变、五彩缤纷的大气光象，这就是霞。根据出现的时间又分别称为朝霞（早霞）或晚霞。朝晚霞出现的方位和色彩受到太阳位置、空气中水汽与气溶胶分布、以及云量和云状的影响。
在曙暮光时间内，阳光斜穿过大气层，并且在低层大气中有很长的光程，由于大气中空气分子、水汽、尘埃微粒对光的散射和吸收，使阳光受到很大衰减，各种不同颜色光衰减情况又不相同，因此，通过气层后的阳光已经显示出不同的颜色，这些光再经过大气中散射粒子的散射，才能到达人的眼睛。这就进一步增加了天空色彩的复杂性。大气中成份与状态都在不断地变化，形成了变化万千的美丽彩霞。
当阳光穿过大气层时，波长较短的紫光散射衰减较多，透射后“剩余”的日光中颜色偏于波长较长的红光，因此，我们在太阳高度角很低的日出、日落时，看到的太阳光盘是橙红色的，这种偏于红色的阳光再通过天空中散射粒子散射后仍然是波长较长的光居多，因此，霞光大多偏于红、橙、黄等色彩。而且越接近地平线，霞的色彩越偏于红色。在接近天顶方向，阳光穿过低层大气较少，波长较短的光衰减相对少些，“剩余阳光”中仍有一些蓝绿色光，因而有时能看到蓝绿色霞光。有时，高层大气散射的蓝光与低层大气散射的红光“重叠”进入人的眼睛，就会看到显示紫色的天空。一般来讲，在日出日落方向上，从地面向天顶，霞的色彩排列是接近地面为红色，渐次变为橙、黄、绿、蓝各种颜色。
当大气中湿度较大时，或在系统性云系移近时，空中会悬浮着很多较大的水滴，这些不同大小的水滴对各种颜色光有不同的散射作用。例如，半径比光波波长小的水滴主要散射蓝色光；而半径在0．5微米至1微米区间的水滴主要散射红色光。因而有时在近地面天空形成紫红、褐红的颜色。大气中水汽含量越多，霞的色彩就越鲜艳。
大气中气溶胶粒子对霞光也有重要的影响，当粒子较大时，各射光色彩将变得复杂，同时会受到较大衰减。当粒子很大时（比光的波长大很多时，如5微米以上），各色光就具有相同的散射能力，散射光仍是白色的。这时，霞光将显得很弱，呈现出淡黄、淡红和灰的颜色，大气中尘埃含量越多，霞的亮度越弱。
天空中的云可以把霞光反射到地面，从而显出给白云“染上”霞光的美丽景象。
我国劳动人民历来重视朝晚霞与天气的关系，总结了很多用朝晚霞预测未来晴雨的经验。如徐光启在《农政全书》中写道：“谚云，朝霞暮霞，无水煎茶，主旱，此言久晴之霞也。”谚云：“朝霞不出门，暮霞走千里，此皆言雨后乍晴之霞。”在天早已久时，阳光下空气对流旺盛，大气中尘埃较多，此时出现霞光，且红光显得纯净，这预兆晴天。我国大部分地区降雨天气主要来自两个方向，一是受西风带影响，系统性天气过程自西向东移动，如果东方出现早霞，而西方天空有厚云，将有系统性降水天气。另一个是对流性降水过程，随着日照加强而空气对流增强，因此往往随太阳移动，在中午前后形成局地降雨，如果雨后晴天，东方出现朝霞，表现出大气中湿度很大，这是雨兆。而晚霞出现一般表示西方天空没有大范围云层，这是系统性天气已过境的征兆。而且，由于热力对流在傍晚减弱，也就难以形成降雨。因此才有“早霞不出门，晚霞行千里”的谚语。
然而，霞与天气的关系是极为复杂的。例如，雨后暂晴时出现晚霞，沿海受台风影响，有天气系统从东方移过来时，尽管有晚霞，仍会形成降雨。单纯根据霞光不可能全面了解天气变化，如能结合其它气象要素进行综合分析，积累大量资料，也会有助于更准确地预报天气。
