Το πορτοκαλί φως στον ουρανό προκαλείται από τη διασπορά του ηλιακού φωτός από σωματίδια στην ατμόσφαιρα. Όταν το φως του ήλιου διέρχεται από την ατμόσφαιρα, είναι διάσπαρτα από μόρια αζώτου και οξυγόνου. Τα κύματα μπλε φωτός είναι διάσπαρτα πιο έντονα από τα άλλα χρώματα, οπότε ο ουρανός εμφανίζεται μπλε. Ωστόσο, κατά την ανατολή και το ηλιοβασίλεμα, το φως του ήλιου πρέπει να ταξιδέψει μέσα από την ατμόσφαιρα για να φτάσει στα μάτια μας. Αυτό σημαίνει ότι περισσότερο από το μπλε φως είναι διάσπαρτα μακριά, και το φως που φτάνει στα μάτια μας είναι πιο πορτοκαλί στο χρώμα.
Εκτός από τα μόρια, η ατμόσφαιρα περιέχει επίσης σωματίδια όπως σκόνη, καπνός και σταγονίδια νερού. Αυτά τα σωματίδια μπορούν επίσης να διασκορπιστούν το φως του ήλιου και μπορούν να συμβάλουν στο πορτοκαλί χρώμα του ουρανού κατά την ανατολή και το ηλιοβασίλεμα.
Η ποσότητα του πορτοκαλί φως στον ουρανό μπορεί να ποικίλει ανάλογα με έναν αριθμό παραγόντων, συμπεριλαμβανομένης της ώρας της ημέρας, της θέσης και των καιρικών συνθηκών.