Theo các nhà khoa học, cầu vồng lửa là vầng hào quang nhiều màu sắc xuất hiện ngang trên bầu trời, còn có tên gọi khác là vòng cung Circumhorizontal. Khi được nhìn thấy trên bầu trời, vầng hào quang nhiều màu sắc này trông gần giống cầu vồng. Tuy nhiên, nó chỉ xuất hiện trong những đám mây ti và tại vĩ độ nhất định. Trên Trái Đất, cầu vồng lửa không thể xuất hiện ở phía bắc của vĩ tuyến 55 độ bắc và phía nam của vĩ tuyến 55 độ nam. Đối với những người sống gần vùng cực, việc quan sát hiện tượng này là điều không thể.
Theo Mother Nature Network, hiện tượng quang học này hình thành từ sự khúc xạ của ánh sáng Mặt Trời, đôi khi là Mặt Trăng, qua các tinh thể băng đá lơ lửng trong không khí. Mặt Trời khi đó phải ở vị trí rất cao, khoảng 58 độ so với đường chân trời hoặc cao hơn.
Trong khi đó, cầu vồng lửa được cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) gọi là mây ngũ sắc. Họ cũng cho rằng hiện tượng này tương đối hiếm, chỉ xảy ra khi các đám mây mang nhiều giọt nước có kích thước gần như đồng nhất. Những đám mây này làm nhiễu xạ hoặc bẻ cong ánh sáng theo một cách giống nhau, khiến ánh sáng chiếu theo các bước sóng, hoặc màu sắc khác nhau. Vì thế, mây ngũ sắc có màu giống cầu vồng - tạo nên bởi hiện tượng nhiễu xạ, và cũng tạo ra dải màu đa dạng, gồm xanh da trời, xanh lá cây, đỏ, tía và xanh. Mây ngũ sắc này có màu giống cầu vồng, nhưng cách thức tạo nên mây ngũ sắc và cầu vồng khác nhau. Cầu vồng được tạo thành bởi hiện tượng khúc xạ hay phản xạ. Giống những vật ngũ sắc khác, như lông gà trống, màu của mây ngũ sắc thay đổi tùy thuộc vào góc nhìn.
Trên thế giới, những người từng may mắn được chiêm ngưỡng cầu vồng lửa chỉ có thể đếm trên đầu ngón tay. Ken Rotberg - người đã ghi lại được khoảnh khắc kì diệu này của thiên nhiên khi đang trên đường về nhà sau buổi tập tennis ở gần bờ biển Delray, Florida (Mỹ) - cho biết: "Tôi đã chộp lấy máy ảnh và chụp lại ngay lập tức. Tôi đã rất hứng thú với cảnh tượng xảy ra trước mắt mình. Tôi ngắm nhìn những thay đổi chậm rãi trên nền trời. Lúc đó tôi rất muốn quay sang bảo người khác là nhìn kìa, nhìn thử xem, nhưng không có ai quanh tôi cả".
