Максимум излучения в солнечном спектре находится вблизи длины волны около 480 нм. Такая длина волны в чистом виде соответствует зеленовато-голубоватому цвету. Однако цветовосприятие зависит от всего спектра Солнца. Поэтому вне атмосферы цвет Солнца действительно будет ближе к белому, возможно, с очень слабым желтоватым оттенком.
При прохождении через достаточно чистую атмосферу солнечное излучение испытывает релеевское рассеяние на небольших неоднородностях плотности (так называемых флуктуациях). Релеевское рассеяние характерно тем, что его эффективность увеличивается очень быстро (как четвёртая степень) при уменьшении длины волны. Это значит, что коротковолновое излучение Солнца рассеивается чистой атмосферой достаточно сильно, а длинноволновое слабее.
Коротковолновое излучение - это в первую очередь фиолетовые, синие, голубые цвета. Именно они рассеиваются сильнее всего. Таким образом, атмосферой из спектра Солнца как бы "изымаются" оттенки синего. Свободнее проходят более длинные волны, соответствующие зелёному, жёлтому, красному цвету. В результате видимый цвет Солнца смещается от белого к желтоватому. Рассеянное излучение приходит к нам другими путями и воспринимается как цвет неба. Именно поэтому при чистой атмосфере Солнце выглядит желтоватым, а небо - голубым. Таким образом, цвет Солнца зависит не от конкретных веществ, находящихся в атмосфере; он определяется рассеянием на флуктуациях плотности в атмосферных газах (которые сами по себе бесцветны, по крайней мере основные составляющие атмосферу газы).
Чем ниже находится Солнце над горизонтом, тем больший путь должны проделать его лучи в атмосфере. В результате поглощение становится сильнее по мере приближения Солнца к горизонту, и оно становится всё желтее. Когда Солнце находится совсем низко, из его спектра "изымаются" уже и жёлтые оттенки, в результате солнечный диск приобретает оранжевый и даже красный цвет. "Жёлтые" же цвета, добавляясь к рассеянному излучению, делают голубой цвет неба менее выраженным, небо становится бледнее.
Ситуация меняется, если в атмосфере содержится много аэрозоля (промышленный смог, частицы песка и пыли, выброшенный и распространившийся в верхних слоях атмосферы вулканический пепел). Частицы аэрозоля намного крупнее молекулярных флуктуаций плотности. Рассеяние на таких частицах мало зависит от длины волны, в отличие от случая релеевского рассеяния в чистой атмосфере. Такая атмосфера рассеивает все части спектра примерно в равной мере. Благодаря этому небо уже не выглядит голубым: оно становится серым, то есть приобретает цветовой оттенок солнечного спектра. Солнце при этом видно плохо и словно сквозь дымку, потому что поглощение света аэрозолями тоже значительно. Солнечный диск, видимый сквозь дымку аэрозоля, может иметь очень бледный жёлтоватый цвет или даже выглядеть почти белым.