Wyjaśnienie zjawiska thumb|250px|Schemat przejścia promienia słonecznego przez atmosferę. Żółte - rzeczywiste położenie Słońca, pomarańczowe - widoczne z powierzchni Ziemi thumb|250px|Zielona obręcz Głównym zjawiskiem wywołującym zielony błysk jest załamanie światła w atmosferze: światło porusza się wolniej w znajdującym się niżej powietrzu o większej gęstości niż w powietrzu o mniejszej gęstości. W wyniku czego, gdy światło wpada do atmosfery ukośnie ulega załamaniu, promień świetlny jest nieznacznie zakrzywiony, w tym samym kierunku, co krzywizna Ziemi, zakrzywienie jest niewielkie i największe przy wschodzie i zachodzie Słońca. Światło o wyższych częstotliwościach (fioletowy, niebieski, zielony) jest zakrzywiane znaczniej niż o niższych (czerwony, pomarańczowy, żółty), dlatego gdy ciało niebieskie jest nisko nad horyzontem, podobnie jak w pryzmacie, następuje rozszczepienie światła, w wyniku czego na górnej krawędzi obserwowanego ciała przeważa światło o większych częstotliwościach a na dolnej o mniejszych. Rozdzielenie kolorów jest niewielkie, w normalnych warunkach trudne do zaobserwowania.