A coloração que vemos no nosso céu é azul devido o efeito provocado pela dispersão da luz solar através da camada de gases que envolve o nosso planeta. Vamos entender como funciona:
A luz se movimenta em ondas imperceptíveis a olho nu e, por ser branca, é na verdade uma mistura de várias outras cores, as visíveis, que podemos observar quando se forma um arco-íris, e as que ficam nas faixas do infravermelho e do ultravioleta, que estão além da nossa capacidade visual. Cada uma dessas cores corresponde a uma onda com um determinado comprimento. A azul tem um dos menores comprimentos de onda dentro do espectro visível. A vermelha é a que possui o maior deles.
Ao chegar na atmosfera, a luz do sol se esbarra na própria atmosfera e em milhares de partículas do ar. O que nós vemos é o reflexo da luz ao cruzar com essas partículas presentes ali. Quando o alvo onde a luz bate tem uma dimensão compatível com seu comprimento de onda, parte da energia da luz é absorvida, fazendo suas cargas vibrarem e emitir de novo a radiação.
Acontece que o único tom compatível com essas pequenas partículas é o azul devido aos menores comprimentos de onda. As partículas agem absorvendo a luz e rebatendo, fazendo com o céu fique azul durante todo o dia.
Já ao entardecer, como o Sol passa a iluminar a Terra com um ângulo mais oblíquo, a luz tem de atravessar a atmosfera por uma distância maior. Isso faz com que a fração de azul seja diluída de tal modo que não conseguimos vê-la mais, abrindo espaço para enxergarmos apenas os tons mais vermelhos que, por terem um comprimento de onda maior, se espalham menos. Vale ressaltar que quanto mais poluída a cidade é, mais luz azul é espalhada. Ou seja, devido as partículas a mais que a poluição manda para a atmosfera, o azul acaba sendo mais refletido, o que aumenta a cor vermelha do pôr-do-sol.