Дъгата винаги се появява под ъгъл от точно 42 градуса спрямо точката, противоположна на Слънцето.

Феноменът на дъгата е описан математически още през 17-ти век от учени като Рене Декарт и Исак Нютон. Декарт пръв изчислява през 1637 г., че основната дъга има ъглов радиус от приблизително 42 градуса. Това се случва, защото светлината претърпява пречупване при влизане в капката, едно вътрешно отражение от задната й стена и второ пречупване при излизане.Този специфичен ъгъл от 42 градуса е точката на минимално отклонение за червената светлина, която е най-външният цвят на дъгата. Тъй като различните цветове имат различна дължина на вълната, те се пречупват под леко различни ъгли, като виолетовото е под около 40 градуса. Сборът от всички тези отразени лъчи от милиони капки формира характерния цветен конус, който виждаме като кръг или полукръг.Антисоларната точка е теоретичната точка, разположена точно срещу Слънцето спрямо наблюдателя. Когато Слънцето се издига по-високо в небето, центърът на дъгата (антисоларната точка) пада по-ниско под хоризонта. Ако Слънцето е над 42 градуса височина, целият кръг на дъгата се оказва под хоризонта и тя става невидима за човек на земята, освен ако не се наблюдава от самолет или висока планина.