其实我们看见各种不同颜色的云都是因为光线的折射所产生的。
云是飘浮在空中的细小水滴，阳光照在小水滴上，小水滴将阳光中的七色光全部反射出来，所以看起来是白色的。细小的水滴越积越厚，阳光不易穿透，所以就有灰色的云；所含的水气多，透光性就比较差，看起来颜色就比较暗；相反的，如果含的水气少，透光性就比较好，看起来就比较亮。
黑云的产生，云层越厚，阳光更不易穿透，颜色就越深，就越有可能会下雨。厚重的水滴到最后撑不住，就往地面降落，就是我们所说的下雨。下完雨后，水滴变小了或没了，所以黑云自然就不见了。还有就是空气的分子、水汽和杂质，使得光线的短波部分大量散射，而红、橙色的长波部分，却散射得不多，因而照射到大气下层时，长波光特别是红光占着绝对的多数，这时不仅日出、日落方向的天空是红色的，就连被它照亮的云层底部和边缘也变成红色了。
还有，云的颜色取决于云对阳光产生的折射率、透射率及观察的位置。由于云是属于飘浮于空中的水蒸气或冰晶（依高度不同），因此对于光线而言，会产生折射的效果，也就是说会使部分的光线无法穿透。所以，如果观察者是位于大片而厚重云层的正下方，那么由于大部分的阳光都已遭到阻隔，因此会觉得云层是黑色的。还有种情况就是，由于云的组成有的是水滴，有的是冰晶，有的是两者混杂在一起的，因而日月光线通过时，还会造成各种美丽的光环或虹彩。
但是如果是在云层的外面同时进行观察，会发现此时由于大部分的光线都被反射没有穿透云层，所以外面看到的厚云反而会特别的白。
另外，云里面带有其他化学物质的时候，也会让颜色变深，例如在有空气污染的地方的云，颜色就偏灰黑色。