Die Diffusstrahlung kann aus ganz anderen Richtungen als der Sonne in unsere Augen gelangen. Der Himmel scheint zu leuchten und dies mit kurzwelligen Licht, das der Mensch als blau empfindet. Dem blauen Himmel liegen also drei wesentliche Faktoren zu Grunde: die Sonnenstrahlung, unsere Farbwahrnehmung und die sogenannte Rayleigh-Streuung.

Ein Blick auf die Spektralfarben lässt vermuten, das der Himmel violett sein sollte, da dies das kurzwelligste, sichtbare Licht ist. Das Licht des Himmels enthält auch diesen Lichtanteil, gelangt aber im Verhältnis zu den anderen Farben des Lichts in kleineren Mengen zur Erde und wird vom menschlichen Auge mit relativ geringer Empfindlichkeit und eingeschränkter Selektivität aufgenommen (siehe Farbwahrnehmung).

Der Ort mit dem blausten und klarsten Himmel der Erde, also dem intensivsten Himmelsblau, ist nach Messungen des britischen National Physical Laboratory Rio de Janeiro. In den oberen Schichten der Atmosphäre über der Stadt des Zuckerhuts gibt es nur sehr wenig kondensierte Flüssigkeit (Wassertröpfchen) und Staubpartikel die den Durchtritt des kurzwelligen blauen Lichts stören könnten, was in einer besonders geringen Streuung des blauen Lichts und damit dem strahlenden Blau resultiert. Ungünstige Streuungseffekte der Atmosphäre sind es, die den Himmel andernorts eher weißlich-blau erscheinen lassen.