Regenbögen entstehen, wenn Sonnenlicht in Regentropfen gebrochen, reflektiert und erneut gebrochen wird. Das Licht wird dabei in seine Spektralfarben zerlegt, wodurch der typische farbige Bogen entsteht. Für Astrofotografen sind Regenbögen zwar kein klassisches Motiv, aber sie bieten eine großartige Gelegenheit für atmosphärische Aufnahmen – besonders in Kombination mit Landschaften oder dramatischen Wolkenformationen. Besonders spektakulär sind doppelte Regenbögen. Dabei ist der Hauptregenbogen (Primärbogen) innen violett und außen rot, beim zweiten Regenbogen (Sekundärbogen) ist es genau umgekehrt. Dies kommt dadurch zustande, dass das einfallende Licht gegenüber dem Primärbogen ein weiteres mal reflektiert wird. Der Sekundärbogen ist dabei immer auch etwas schwächer.
