Duha, řada soustředných barevných oblouků, které lze vidět, když světlo ze vzdáleného zdroje - nejčastěji ze Slunce - dopadne na skupinu vodních kapek - jako v dešti, spreji nebo mlze. Duha je pozorována ve směru opačném ke Slunci.
Barevné paprsky duhy jsou způsobeny lomem a vnitřním odrazem paprsků světla, které vstupují do dešťové kapky, přičemž každá barva je ohnuta o trochu jiný úhel. Tedy, složené barvy dopadajícího světla budou separovány při vynoření z kapky. Nejzářivější a nejběžnější duha je tzv. Primární luk, který vychází ze světla, které se vynoří z kapky po jednom vnitřním odrazu.
Ačkoli světelné paprsky mohou opouštět pokles ve více než jednom směru, vysoká hustota paprsků se objevuje při minimálním úhlu odchylky od směru přicházejících paprsků. Pozorovatel tak vidí nejvyšší intenzitu pohledu na paprsky, které mají minimální odchylku, které tvoří kužel s vrcholem v oku pozorovatele a osou procházející Sluncem. Světlo vycházející z dešťových kapek po jednom vnitřním odrazu má minimální odchylku asi 138 °, a tedy největší intenzitu ve směrech tvořících kužel s úhlovým poloměrem asi 42 °, s oblouky (zevnitř ven) fialovou, indigovou, modrou, zelená, žlutá, oranžová a červená.
Občas lze pozorovat sekundární luk, který je výrazně méně intenzivní než primární luk a má obrácenou barevnou sekvenci. Sekundární duha má úhlový poloměr asi 50 °, a proto je vidět mimo primární luk. Tento luk je výsledkem světla, které prošlo dvěma vnitřními odrazy v kapce vody. Duhy vyššího řádu, které jsou výsledkem tří nebo více vnitřních odrazů, jsou mimořádně slabé, a proto jsou zřídka pozorovány.
Jen občas jsou uvnitř primární přídi vidět slabě zbarvené prsteny. Tito se nazývají nadpřirozené duhy; dluží svůj původ rušivým účinkům na světelné paprsky vycházející z kapičky vody po jednom vnitřním odrazu.
