瑞利对微粒散射做了精密的研究，他发现当微粒尺寸小于光波波长的时候，散射光的强度与入射光频率的4次方成正比，即与入射光波长4次方成反比。
这就是有名的瑞利散射定律，从瑞利的理论可知，波长短的光容易被散射掉，蓝紫光的波长比红光、黄光的波长要短，所以蓝紫光比红光、黄光容易被散射掉，而红光、黄光相对表现出较强的穿透能力，透射到海底去了。因此进入我们眼中的光主要是蓝光，我们看见的大海就呈现出蓝色。当我们潜入水下，从水下往上看时，就会觉得外面的景物颜色偏红，我曾经在黄海的青岛近海海域实验过的。
根据朗伯－比尔定律，吸光度与光路长度成正比。所以水越深，蓝光和紫光的散射越彻底，我们看到的就越蓝。另外，如果海水较浅的话，我们可能看到水下沙质海底的黄色，或者水面的波动搅起泥沙，使我们觉得海水发绿或者发黄的，水深时就没有这个问题，所以水更蓝。
