Księżyc wydaje się pomarańczowy, gdy światło słoneczne, które odbija, przechodzi przez grubszą część ziemskiej atmosfery. Generalnie księżyc pojawia się tylko na pomarańczowo, gdy znajduje się blisko horyzontu.
Kolory nieba występują z powodu rozpraszania białego światła przez ziemską atmosferę. Błękit jasnego nieba w dzień jest spowodowany rozpraszaniem Rayleigha, zależnym od długości fali rozpraszaniem światła, które rozprasza krótsze, bardziej niebieskie fale silniej niż dłuższe, czerwone fale. W pobliżu horyzontu atmosfera jest grubsza, a krótsze fale rozpraszają się we wszystkich kierunkach, z dala od oczu obserwatorów, pozostawiając bardziej widoczne pomarańczowe i czerwone fale.
Księżyc świeci, ponieważ odbija światło słoneczne, więc te same zasady, które powodują pomarańczowe zachody słońca, powodują również, że księżyc wydaje się pomarańczowy w pobliżu horyzontu. Gdy księżyc wznosi się wyżej na niebie, pomarańczowa blask zmienia się w jaskrawą biel. Mieszkańcy miast i obszarów przemysłowych widzą bardziej czerwone zachody słońca i głębszy pomarańczowy księżyc z powodu dodatkowych cząstek w atmosferze spowodowanych zanieczyszczeniem.
Podczas pełnego zaćmienia księżyca księżyc pojawia się na czerwono, gdy zaćmienie osiągnie swój szczyt lub całość. Ogółem światło słoneczne docierające do księżyca przechodzi przez masę gęstego powietrza, podobnie jak podczas zachodu słońca, powodując powstanie pomarańczowego lub krwistoczerwonego księżyca. Gdyby nie było atmosfery, księżyc wydawałby się całkowicie zanikać podczas całości.
