Diferente da reflexão, onde a radiação é desviada em uma direção, algumas partículas e moléculas encontradas na atmosfera têm a capacidade de espalhar a radiação solar em todas as direções. As partículas/moléculas que dispersam a luz são chamadas de dispersores e também podem incluir partículas feitas pela indústria humana.
O espalhamento seletivo (ou espalhamento de Rayleigh) ocorre quando certas partículas são mais efetivas na dispersão de um determinado comprimento de onda de luz. Moléculas de ar, como oxigênio e nitrogênio, por exemplo, são pequenas em tamanho e, portanto, mais eficazes na dispersão de comprimentos de onda de luz mais curtos (azul e violeta). A dispersão seletiva por moléculas de ar é responsável pela produção de nosso céu azul em um dia de sol claro.
Um outro tipo de dispersão (chamado Mie Scattering) é responsável pela aparência branca das nuvens.gotas de nuvens com um diâmetro de 20 micrômetros ou mais são suficientemente grandes para dispersar todos os comprimentos de onda visíveis mais ou menos igualmente. Isto significa que quase toda a luz que entra nas nuvens será dispersa. Como todos os comprimentos de onda estão dispersos, as nuvens parecem ser brancas.
Quando as nuvens se tornam muito profundas, cada vez menos a radiação solar que entra as faz passar até ao fundo da nuvem, o que dá a estas nuvens uma aparência mais escura.