Napkeltekor és napnyugtakor csak a vörös, a narancs és a sárga színeket látjuk a szivárványból, a zöldet, a kéket, az ibolyát és a indigót nem. Az angolban a szivárvány színeit a ROYGBIV betűszó foglalja össze, ami a színek angol nevéből áll össze: Red, Orange, Yellow, Green, Blue, Indigo és Violet. De, ahogy a fenti példa is mutatja, egy szivárványban nem mindig láthatjuk az összes színt.

A szakirodalom összesen 12 féle szivárványt különböztet meg; ezek között vannak mindennaposak, látványosak, és gyönyörű, de igen ritka fajták is. Egy légköri jelenségekkel foglalkozó kutató, Jean Ricard összeállított egy új szivárvány-besorolási rendszert, amivel a különböző típusok osztályozhatók. A katalógust tavaly decemberben mutatta be az Amerikai Geofizikai Szövetség éves találkozóján. Bár ez nem olyan általánosan elfogadott szabvány, mint az SI mértékegységrendszer vagy a periódusos rendszer, Ricard szerint ez is segíthet megérteni, hogy hányféle szivárvány létezik.

A hivatalos szivárványszínek: vörös, narancs, sárga, zöld, kék és lila. (Az indigószínt a tudósok nem számítják a többi közé.) Sokszor a szivárvány fölött meghúzódik egy második színes ív is: a dupla szivárványnál a felső sávon a színek fordított sorrendben követik egymást, a két ív között pedig sötét sáv látható. A dupla szivárvány peremén néha fényes csíkok is megjelenhetnek.

A szivárvány megjelenése nagyban függ a fény beesési szögétől, a levegő páratartalmától, illetve arról, hogy nappal vagy éjjel van. Az 1950-es évektől a szivárványokat aszerint osztályozták, hogy mekkora vízcseppek törik meg a beeső fényt: minél nagyobbak a vízcseppek, annál élénkebbek a szivárvány színei. Egy másik megközelítés aszerint osztályoz, hogy milyen magasan van a nap a horizont fölött. 70 fokos szögben a zöld és kék színek dominálnak; a horizonthoz közelebb a vörösek és a sárgák.

Napkeltekor vagy napnyugtakor a nap színe és a beeső fény intenzitása drámai mértékben megváltozik. Ricard ezt azzal magyarázta, hogy ha a nap alacsonyan jár a horizont fölött, a fénysugaraknak hosszabb utat kell megtenniük a Föld légkörében. A vörös fény viszonylag könnyen átjut ezen is, de a vastagabb légkör megszűri a fény további hullámhosszait, így az ezekhez kapcsolódó színeket nem láthatjuk. Holdfényes éjszakákon látható fehér szivárvány is. Ez valójában nem fehér, de mivel az emberi szem gyengén érzékeli a színeket rossz fényviszonyok között, ilyenkor a holdfény megvilágításában a szivárvány fehérnek hat.

A szivárványok tanulmányozása sokat segíthet a földönkívüli élet felfedezésében is. Ha ugyanis az exobolygókon szivárványokat észlelnek, az a víz – és közvetve az élet – jelenlétére utalhat.