雙彩虹是在水滴內進行兩次反射後形成的特殊現象，在原彩虹的外圍出現一條直徑稍大、顏色反轉的同心彩虹，內層彩虹稱為主虹，外側為紅色，內側為藍色，顏色較亮；外層彩虹稱為副虹，外側為藍色，內側為紅色，顏色較暗,型似髮箍。

透過實驗驗證，彩虹的主虹是水點內的反射造成，而副虹則是兩次反射形成的。這就是自然界的‘’奇蹟‘’之一。邊角最亮，中間最暗。

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於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。

光的波長決定光的彎曲程度事實上如果條件合適的話，可以看到整圈圓形的彩虹。彩虹的形成是太Sunny射向空中的水珠經過折射→反射→折射 後射向我們的眼睛所形成。 不同顏色的太Sunny束經過上述過程形成彩虹的光束與原來光束的偏折角約 180 - 42 = 138度。也就是說，若太Sunny與地面水平，則觀看彩虹的仰角約為 42度。

想象你看著東邊的彩虹，太陽在從背後的西邊落下。白色的Sunny(彩虹中所有顏色的組合)穿越了大氣，向東通過了你的頭頂，碰到了從暴風雨落下的水滴。當一道光束碰到了水滴，會有兩種可能：一是光可能直接穿透過去，或者更有趣的是，它可能碰到水滴的前緣，在進入時水滴內部產生彎曲，接著從水滴後端反射回來，再從水滴前端離開，往我們這裡折射出來。這就是形成彩虹的光。

雙彩虹是在水滴內進行兩次反射後形成的特殊現象，在原彩虹的外圍出現一條直徑稍大、顏色反轉的同心彩虹，內層彩虹稱為主虹，外側為紅色，內側為藍色，顏色較亮；外層彩虹稱為副虹，外側為藍色，內側為紅色，顏色較暗,型似髮箍。