La Terre apparaît bleue depuis l’espace à cause d’un phénomène appelé diffusion Rayleigh. Il s’agit de la diffusion de la lumière par des particules plus petites que la longueur d’onde de la lumière. Dans le cas de la Terre, les particules qui assurent la diffusion sont des molécules d'azote et d'oxygène présentes dans l'atmosphère.

Lorsque la lumière du soleil atteint l’atmosphère, la lumière bleue est davantage diffusée que les autres couleurs car sa longueur d’onde est plus courte. En effet, les ondes de lumière bleue sont plus susceptibles d’interagir avec les molécules d’azote et d’oxygène présentes dans l’atmosphère. Les autres couleurs de lumière, comme le rouge et le jaune, ont des longueurs d’onde plus longues et sont moins susceptibles d’être diffusées. En conséquence, la lumière que nous voyons de la Terre depuis l’espace est principalement bleue.

L’ampleur de la diffusion dépend également de l’angle de la lumière solaire. Lorsque la lumière du soleil vient directement du ciel, la diffusion est moindre et la Terre apparaît d’un bleu plus clair. Lorsque la lumière du soleil vient d’un certain angle, la diffusion est plus importante et la Terre apparaît d’un bleu plus foncé. C’est pourquoi la Terre apparaît avec une nuance de bleu différente à différents moments de la journée et depuis différents endroits de la Terre.