Un arc-en-ciel est un photométéore — un phénomène optique se produisant dans le ciel — visible dans la direction opposée au Soleil quand il brille pendant la pluie. C'est un arc de cercle coloré d'un dégradé de couleurs continu du rouge, à l'extérieur, au jaune au vert et au bleu, jusqu'au violet à l'intérieur.
Un arc-en-ciel se compose de deux arcs principaux : l'arc primaire et l'arc secondaire. L'arc primaire est dû aux rayons ayant effectué une réflexion interne dans la goutte d'eau. Les rayons ayant effectué deux réflexions internes dans la goutte d'eau provoquent un arc secondaire moins intense à l'extérieur du premier. Les deux arcs sont séparés par la bande sombre d'Alexandre.
Des arcs tertiaire et quaternaire, extrêmement ténus, ont été photographiés, pour la première fois, en 2011. Il est parfois possible d'observer des arcs surnuméraires, décrits pour la première fois en 1723 par Henry Pemberton (1694-1771).
L'arc-en-terre est un phénomène semblable à l'arc-en-ciel, mais engendré sur la terre par la pluie ou la rosée.
