غروب آفتاب قرمز رنگ به دلیل پدیده‌ای به نام پراکنش رنگی است. زمانی که آفتاب در حال غروب است، نور آفتاب از طریق جریانی طولانیتر از هوا می‌گذرد تا به ما برسد. در این مسیر، نور آفتاب به ذرات موجود در جوی زمین می‌خورد. ذرات موجود در جو، به خصوص ذرات گرد و غبار و ذرات آبی، نور آفتاب را پراکنده کرده و اجزای مختلف طیف رنگی را به ما نشان می‌دهند.
اما طول موج‌های قرمز رنگ بیشترین قدرت پراکنش را دارند و بهتر از سایر رنگ‌ها در برخورد با ذرات جوی پراکنده می‌شوند. بنابراین، زمانی که آفتاب در حال غروب است، نور قرمز بهتر از سایر رنگ‌ها پراکنده نمی‌شود و بیشترین فاصله را در طول مسیر خود طی می‌کند. به همین دلیل، غروب آفتاب به رنگ قرمز و نارنجی زیبا و دلنشین می‌باشد.