Jako pierwszy, w sposób rzeczowy i naukowy opisał tęczę Arystoteles, który tłumaczył jej powstawanie, zjawiskiem załamania się światła na drobinach wody unoszących się w powietrzu. Wytłumaczenie to prawidłowo opisywało okrągły kształt tęczy, ale nic nie mówiło o tym skąd się biorą kolory tęczy. Jednakże był to wystarczający opis przez bardzo długi czas, bo panował, aż do 1253 r. Wtedy to Robert Grosseteste, pracownik naukowy uniwersytetu oksfordzkiego, przeprowadził szereg doświadczeń który ukazywały w jaki sposób światło ulega rozszczepieniu na kropli wody. Jak białe światło zamienia się w wiązkę kolorowych promieni. Następnie Roger Bacon, kontynuował pracę Grosstest'iego, badając zachowanie się światła po przejściu przez naczynia wypełnione wodą. Te wszystkie doświadczenia, doprowadziły pod koniec XIII w do opracowania spójnej teorii, ostatecznie uformowanej przez Dietricha z Fryburga, a która poprawnie opisywała zjawisko powstawania tęczy.
Tęcza to zasadniczo nie jeden łuk, ale dwa. Jednak zwykle jest widoczny tylko jeden z nich. Łuk taki powstaje w wyniku rozszczepienia światła słonecznego i jego odbicia wewnątrz kropel wody unoszących się w powietrzu w czasie deszczu. Łuk tęczy zawsze powstaje symetrycznie rozłożony wokół prostej łączącej obserwatora i Słońce. Pierwszy łuk powstaje w wyniku pojedynczego odbicia rozszczepionego światła, a drugi podwójnego. Dlatego też drugi łuk, ma odwróconą kolejność barw (fioletowy kolor wewnątrz, a czerwony na zewnątrz) i światło ma mniejsze natężenie, co jest powodem tego, że zwykle go nie zauważamy.
Tęcza poprzez swoją spektakularność od zawsze budziła ogromne zainteresowanie ludzi, czego ślady można odnaleźć w przysłowiach, a nawet Biblii:
"Tęczo, tęczo, nie pij wody bo narobisz ludziom szkody" - przysłowie ludowe.
"Łuk mój kładę na obłoki, aby był znakiem przymierza, między Mną a ziemią." - Biblia Tysiąclecia, Ks. Rodz. 9,13
