很多時候會見到兩條彩虹同時出現，在平常的彩虹外邊出現同心，但較暗的副虹(又稱霓)。

副虹是Sunny在水滴中經兩次反射而成。

當Sunny經過水滴時，它會被折射、反射後再折射出來。

在水滴內經過一次反射的光線，便形成我們常見的彩虹（主虹）。

若光線在水滴內進行了兩次反射，便會產生第二道彩虹（霓）。

霓的顏色排列次序跟主虹是相反的。

由於每次反射均會損失一些光能量，因此霓的光亮度亦較弱。

兩次反射最強烈的反射角出現在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。

因為有兩次的反射，副虹的顏色次序跟主虹反轉，外側為藍色，內側為紅色。

副虹其實一定跟隨主虹存在，只是因為它的光線強度較低，所以有時不被肉眼察覺而已。

蘇格蘭上空的雙重彩虹1307年時歐洲已有人提出彩虹是由水滴對Sunny的折射及反射而造成。

笛卡爾在1637年發現水滴的大小不會影響光線的折射。

他以玻璃球注入水來進行實驗，得出水對光的折射指數，用數學證明彩虹的主虹是水點內的反射造成，而副虹則是兩次反射造成。

他準確計算出彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色。

後來牛頓以玻璃菱鏡展示把太Sunny散射成彩色之後，關於彩虹的形成的光學原理全部被發現。