Thực ra, mây không có màu. Bởi vì mây được tạo thành từ những giọt nước nhỏ "giọt mây" và những hạt băng "tinh thể băng". Giọt mây và tinh thể băng, nếu truy tìm nguồn gốc, là nước bốc hơi từ mặt đất và biển, nên mây vốn dĩ là vô màu và trong suốt (bài viết liên quan "Mây được tạo thành từ gì và như thế nào?"). Vậy tại sao mây lại có nhiều màu sắc khác nhau?

Đó là do ánh sáng mặt trời chiếu vào những đám mây và ánh sáng bị tán xạ (phân tán) khắp nơi. ¹⁾. Ánh sáng từ mặt trời chiếu vào mây sẽ bị tán xạ bao nhiêu và truyền qua (thông qua) bao nhiêu sẽ quyết định màu sắc của mây.

Ánh sáng mặt trời tán xạ theo nhiều hướng khác nhau trên bề mặt của các đám mây, một phần xuyên qua các đám mây, một phần khác va chạm với các đám mây khác và tiếp tục tán xạ. Qua quá trình tán xạ và xuyên qua lặp đi lặp lại như vậy, ánh sáng mới đến được mắt của chúng ta trên mặt đất. Lúc này, nếu lượng ánh sáng đến mắt chúng ta nhiều thì mây sẽ có màu trắng, còn nếu lượng ánh sáng ít thì mây sẽ có màu ^đen※.​

Ví dụ, những đám mây mỏng như "mây tầng" (mây mỏng) trông có màu trắng vì chúng dễ truyền ánh sáng. Mặt khác, những đám mây dày và phát triển như "mây tích" (mây bông) trông có màu đen vì ánh sáng bị tán xạ và suy yếu khi đi qua đám mây. Ngoài ra, những đám mây gây mưa như mây tích có những đám mây lớn hơn, nên trông càng đen hơn.

Cùng một đám mây, màu sắc có thể thay đổi tùy theo góc nhìn. Ví dụ, khi nhìn từ bên cạnh một đám mây dông ở xa, đám mây nhận được nhiều ánh sáng mặt trời sẽ có màu trắng sáng. Tuy nhiên, đối với những người ở dưới đám mây, đám mây sẽ có màu đen. Đám mây dày che khuất ánh sáng mặt trời, khiến phần đám mây bị che khuất có màu đen.