При двойна дъга цветовете на втория свод са подредени огледално: виолетовото е най-отгоре, а червеното е най-отдолу.

Феноменът на двойната дъга се обяснява чрез законите на геометричната оптика и пречупването на светлината в дъждовните капки. Първичната дъга се образува, когато слънчевата светлина навлезе в капка, отрази се веднъж от задната й стена и излезе под ъгъл от около 42 градуса. При този процес червената светлина се пречупва под по-малък ъгъл и остава от външната страна на дъгата.Вторичната дъга се появява, когато светлинният лъч се отрази два пъти вътре в капката, преди да я напусне. Това второ отражение обръща последователността на цветовете, като изпраща виолетовата светлина към външния ръб, а червената към вътрешния. Поради двойното отражение светлината излиза под по-голям ъгъл от приблизително 51 градуса спрямо наблюдателя.Тъй като при всяко отражение се губи част от енергията на светлината, вторичната дъга винаги е по-бледа от основната. Пространството между двете дъги често изглежда по-тъмно и е известно като „Пояс на Александър“. Този ефект е описан за първи път от древногръцкия философ Александър Афродизийски през 200 г. сл. Хр. и се дължи на факта, че светлината не се разсейва в тази специфична зона между двата ъгъла на пречупване.