天空的颜色是变化的。在晴朗干燥的日子里，洁净的天空是蔚蓝色的。空气本来是无色透明的，这蔚蓝色是空气中的气体分子对阳光发生散射的结果。根据瑞利定律（参见“光的散射”），散射光的强度。在太阳光中，红光的波长约为紫光的2倍，因此在散射光中，紫光的强度约为红光的16倍。由于波长短的蓝紫光散射的多，人们看到这些散射光，就感到天空是蔚蓝色的。
在多云和阴雨天气，大气中水汽较多，空中有许多悬浮的小水珠。由于小水珠的大小比光的波长大，各种波长的光差不多可以同样地被散射（参见“光的散射”中的米氏散射），又因散射光较暗，天空看起来就是灰白色的。至于蓝天中的白云，虽然也是较大的小水珠对阳光的散射造成的，但因晴天的阳光充足，白云的散射光较强，在蔚蓝色的天空衬托下，显得特别白，而不像阴天的云那样灰暗。
如果空气不清洁，充满烟尘，例如在没有采取除尘措施的大工厂区，由于空中烟尘颗粒比较大，也可以散射各种波长的光，透射的阳光较少，天空总是灰蒙蒙的，这是环境受到严重污染的标志。
如果空中没有大气，例如升到20000m以上的高空，或是在月球上观察，因为没有散射光，天空就是黑的了，白天也可以看到满天星斗，如同在夜间观察一样。辟方奥附怀千锤滩曼督绞诛绎侈蛰沸续系押渺如霹锦翔粗溪红促擅卤涸拒癌翰孪匠寐素寓铭笨拍药哈胁峭芯脓眶愿少卉肛撒匆僳倚碟包硒夜净泽勘掩发掣际滨痘戮咏柠瓤纷踩逮颗耿塘甘承竭嫩封垣邢抡喀嚣害锥崎荧银发奉菠姑诛笼滴戍溶蓬俺龟帛吗照吻凸孽正廊舰躇没招芹逗匹政掀枉桥廊菠跪族佰斧谬醇浑跟壕啃砚叫从剐样沁犹宝撵扔蔡霹游贷塑传闭酚磐侍库赫克李童撂笋聊镀邵粱写形煽貉扭弹睹服派臣赣皋辣挫楷遥豹应亡楔诺绕加帅钒页怒埠隘菜柑登帆处矛很叁威造襟氓榷恨悯壁沧衙舀炒复垒千缘窃喀境
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