Явление «зелёного луча» можно увидеть сравнительно редко на открытой местности вблизи берега моря, озера или водохранилища в тихую безоблачную погоду. Длится это явление буквально считанные секунды. Такая необычная для солнечных лучей окраска объясняется преломлением их в нижнем слое атмосферы, имеющем неоднородную плотность на разном удалении от земной поверхности. Зелёный участок солнечного спектра отклоняется сильнее жёлтого и красного. Таким образом, диск заходящего солнца представляется состоящим из нескольких дисков разного цвета – голубого, зелёного, жёлтого, оранжевого и красного. Поскольку красные и оранжевые лучи преломляются меньше, то солнечные диски такой окраски располагаются внизу, а зеленый диск – наверху, поэтому и за горизонт раньше уходят красный, оранжевый и жёлтый диски, а последними – зелёный и слабо различимый на фоне неба голубой. Вот почему исчезающий за горизонтом краешек солнечного диска иногда предстаёт глазу наблюдателя окрашенным в яркий зелёный цвет.