مطابق گزارش ناسا، این پدیده نادر از لحاظ تکنیکی ابرهای رنگین‌کمانی است که خود از ابرهای حاوی قطرات کوچک آب با اندازه همسان ناشی می‌شود. این ابرها نور را شکسته یا خم می‌کنند به طوری که به طول موج‌ها یا رنگ‌های متفاوت تقسیم می‌شوند.

این امر آن‌ها را به یک جلوه رنگین‌کمان شبیه می‌کند که از شکستن نور ناشی می‌شود. این پدیده همچنین الگویی نوسانگر از طیفی از رنگ‌های آبی، سبز، قرمز، ارغوانی ، مشکی و باز هم آبی را تولید می‌کند.

اگرچه ابرهای رنگین‌کمانی رنگ‌هایی شبیه به رنگین‌کمان دارند، اما شیوه‌ ای که نور برای ایجاد آن‌ها پخش‌می‌شود، به طور جزئی متفاوت است.

رنگین‌کمان‌ها توسط شکست و بازتاب نور شکل می‌گیرند. هنگامی که نور شکسته می‌شود با عبور از خلال واسطه‌های دارای تراکم‌های مختلف از جمله آب یا یک منشور خمیده می‌شود. نور منعکس شده از یک سطح با زاویه‌‌ ای مساوی با زاویه برخورد آن با همین سطح می‌جهد. با این حال پدیده پراش (diffraction) شامل انتشار امواج نوری در یک الگوی حلقه مانند است.

نمایش رنگین‌کمان اغلب در ابرهای تازه تشکیل‌شده روی می‌دهد. این‌ها ابرهای pileus ناشی از توفان‌های سریعاً رشد کرده‌اند که هوا را از خلال لایه جوی به درون جو فوقانی جاروب کرده‌اند. این امر به خلق یک ابر مه مانند منجر می شود که در قسمت فوقانی توفان مانند یک گنبد درخشان به نظر می‌رسد و همانند اشیا رنگین‌کمانی همچون پرهای طاووس، نور بسته به مکان فرد نسبت به خورشید و شیء تغییر می‌کند.

ابرهای رنگین‌کمانی نباید با رنگین‌کمان‌های آتش (circumhorizontal arcs) اشتباه گرفته شود، که گروهی از رنگ‌های مشابه با افق را خلق می‌کند.