天空之所以是藍顏色的，是因為太陽光是七種光組成。七種光中波長較短的是青、藍、紫，光波較的最容易被空氣分子與空氣中的塵埃散射，所以陽光通過大氣層時其中的青、藍、紫三種光大部分被散射。大氣層中紫色幾乎看不到，因為紫色光在被散射的同時大部分也被吸收，而且人類的眼睛對紫色也并不敏感。

天空的顏色(也就是大氣層的顏色)實際上是光譜中藍色周圍的合成顏色，我們稱之為"蔚藍"。如果沒有大氣層我們看見的太陽就是在漆黑的太空背景中一個非常耀眼的大火球，空間站的宇航員就能看到這樣的景象，因為太陽光透過大氣層失去了大部分光譜中的藍色區域，我們透過大氣層看太陽往往是黃顏色的。藍色光與黃色光混合后是白光(沒通過大氣層的太陽光)。

陰雨天的天空是灰白色的，因為云層較厚對陽光的主要表現是反射，這時光線就比晴天弱，天空就比晴天顯得暗一些，當再次陽光透過較厚云層后，由于云層中含水量較大，還有較多的塵埃，陽光經反射后就主要表現塵埃與小水滴或小冰晶的顏色，所以陰雨天的天空看上去是灰白色的。

天空的表現形態多種多樣，它在承載人類認識速度最快的光，變化無常的它是人類最原始的創意啟蒙者。

各種各樣的形態通常用天氣來表達，天氣是指某一個地方距離地表較近的大氣層在短時間內的具體狀態。而天氣現象則是指發生在大氣中的各種自然現象，即某瞬時內大氣中各種氣象要素(如氣溫、氣壓、濕度、風、云、霧、雨、閃、雪、霜、雷、雹、霾等)空間分布的綜合表現。天氣過程就是一定地區的天氣現象隨時間的變化過程。各種天氣系統都具有一定的空間尺度和時間尺度，而且各種尺度系統間相互交織、相互作用。許多天氣系統的組合，構成大范圍的天氣形勢，構成半球甚至全球的大氣環流。天氣系統總是處在不斷新生、發展和消亡過程中，在不同發展階段有其相對應的天氣現象分布。