하늘의 푸른색은 기상조건과 지방에 따라 다르다. 이에 가장 영향을 미치는 요소는 대기 중의 수증기 함유량이다.

건조한 날의 하늘은 습기 높은 하늘보다 더 진한 푸른색을 띤다. 

우리나라의 가을하늘이 그렇고 이탈리아나 그리스처럼 대기가 건조한 지역의 하늘은 오랫동안 예술가들에게 많은 영감을 주어왔던 푸른색을 지닌다.

산소나 질소분자보다 크기가 큰 수증기 또는 먼지와 같이 다른 입자들이 많이 있는 지역은 파장이 긴 빛이 더 많이 산란된다.

이것은 하늘을 희끄므레한 빛을 띠게 하는 원인이 되며 폭풍이 지나간 후에 공기가 맑아지면 하늘은 푸르게 보인다. 그러므로 먼지나 매연 등으로 오염된 공기가 많은 대도시 지역의 하늘은 회색빛으로 보이는 것이다.

태양에서 오는 자외선은 대기 상층부에 있는 오존층에서 대부분 흡수되고 흡수되지 않은 자외선은 대기 중의 입자나 분자들에 의하여 산란된다. 그러므로 맑은 공기 중에서는 자외선이 가장 잘 산란되고 가시광선 중에서는 파란색, 녹색, 노란색, 주황색, 빨간색 순서대로 파장이 짧을수록 더 잘 산란된다.

따라서 대기 중의 분자들이 푸른색을 강하게 산란시키므로 하늘은 푸르게 보이는 것이다. 그런데 구름은 다양한 크기의 물 분자가 모여 있는 상태이므로 이렇게  크기가 제 각각인 입자들이 모여 있으면 산란되는 파장도 다양해진다.

즉 가장 작은 입자는 파란색을, 조금 큰 입자는 녹색을, 더 큰 입자는 빨간색을 산란시킨다. 따라서 이들 모든 색이 함해 지므로 전체적으로는 하얀색이 된다.

그리고 물 분자 덩이가 더 커진 짙은 구름의 경우, 빛은 구름층 내에 흡수되고 산란되는 빛의 양은 상대적으로 적어지므로 이러한 구름은 매우 흐리고 어두운 색을 띠게 된다.

그러면 물의 본래의 색은 무엇일까! 물의 빛깔은 호수나 바다에서 보이는 것처럼 아름다운 진한 푸른색이 아니다. 이는 호수나 바다가 하늘의 푸른색이 반사되기 때문에 푸르게 보이는 것이다. 물 본래의 빛깔은 물의 바닥이 하얀색일 때 볼 수 있는 희미한 녹색 빛이 도는 푸른색이다.

물은 거의 모든 빛을 투과시키지만 적외선은 모두 흡수한다. 그 이유는 물 분자가 적외선의 진동수에 공명하기 때문이며, 이 때 적외선의 에너지는 물의 내부에너지로 변환되어 물이 따뜻하게 데워지는 원인이 된다.

물 분자는 또한 적외선의 파장과 인접해 있는 빨간색과도 어느 정도 공명을 하므로 빨간빛도 약간은 물에 흡수된다. 물의 깊이가 약 15 m 될 때 빨간 빛의 세기는 4분의 1 줄어지고 30 m 깊이의 물을 통과하는 빨간 빛은 매우 적다.

백색광에서 빨간 빛이 제거되면 어떤 빛이 남을까요? 즉 빨간색의 보색은 무엇인가 하는 것이다. 빨간색의 보색은 감청색으로 푸른빛이 도는 녹색이다. 그러므로 물 분자들이 빨간색을 흡수한 결과 이런 깊이의 바닷물의 색은 녹색으로 보이는 것이다.

하나 흥미로운 것은 깊은 물속에서는 검게 보이는 게를 비롯한 바다 생물들이 물 밖에서는 빨갛게 보인다는 것이다. 이런 깊이에서는 검은 빛깔과 빨강은 똑같이 보인다. 또한 벽돌로 된 벽이 물에 젖으면 왜 색깔이 진해보일까? 이러한 현상도 빛의 흡수와 반사 현상에 따라 이해할 수 있다.

우리 눈은 가시광선만 볼 수 있다. 가시광선은 파장의 길이에 따라 서로 다른 색을 띠게 되는데 무지개의 색을 생각해 보면 이해가 쉽다. 즉 빨간색에서 청색 또는 보라색 쪽으로 갈수록 파장은 짧아지는 것이다.

비에 맞은 벽돌의 색이 붉은색에서 진 고동색으로 변화되는 현상 또한 벽돌 표면에 덮인 물에 의하여 파장이 긴 빛이 많이 반사되므로 물이 없을 때의 벽돌색보다 더 진하게 느껴지는 것이다.

결론적으로 분자들이 어떤 빛깔을 산란시키고 흡수하며 반사하느냐에 따라서 물체의 빛깔이 다르게 보인다는 것을 이해 할 수 있다. 어두울 때나 혹은 자동차가 반사될 때 그 차의 색을 정확하게 알 수 없는 이유도 이 때문이다.