Im Unterschied zur Reflexion, bei der die Strahlung in eine Richtung abgelenkt wird, haben einige Teilchen und Moleküle in der Atmosphäre die Fähigkeit, die Sonnenstrahlung in alle Richtungen zu streuen. Die Partikel/Moleküle, die Licht streuen, werden als Streuer bezeichnet und können auch von der menschlichen Industrie erzeugte Partikel umfassen.
Selektive Streuung (oder Rayleigh-Streuung) tritt auf, wenn bestimmte Partikel eine bestimmte Wellenlänge des Lichts effektiver streuen. Luftmoleküle wie Sauerstoff und Stickstoff zum Beispiel sind klein und streuen daher kürzere Lichtwellenlängen (blau und violett) effektiver. Die selektive Streuung durch Luftmoleküle ist dafür verantwortlich, dass der Himmel an einem klaren, sonnigen Tag blau ist.
Eine andere Art der Streuung (Mie-Streuung genannt) ist für das weiße Aussehen der Wolken verantwortlich.Wolkentröpfchen mit einem Durchmesser von etwa 20 Mikrometern sind groß genug, um alle sichtbaren Wellenlängen mehr oder weniger gleichmäßig zu streuen. Das bedeutet, dass fast das gesamte Licht, das in die Wolken eintritt, gestreut wird. Da alle Wellenlängen gestreut werden, erscheinen die Wolken weiß.
Wenn die Wolken sehr tief werden, gelangt immer weniger der einfallenden Sonnenstrahlung bis zum Boden der Wolke, wodurch die Wolken dunkler erscheinen.