Mặt trăng có màu cam khi ánh sáng mặt trời mà nó phản chiếu đi qua phần dày hơn của khí quyển Trái đất. Nói chung, mặt trăng chỉ xuất hiện màu cam khi nó ở gần đường chân trời.
Màu sắc của bầu trời xuất hiện do sự tán xạ của ánh sáng trắng bởi bầu khí quyển của Trái đất. Màu xanh của bầu trời trong xanh vào ban ngày là do tán xạ Rayleigh, một sự tán xạ ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng phân tán các sóng ngắn hơn, xanh hơn mạnh hơn các bước sóng dài hơn, đỏ. Gần đường chân trời, bầu khí quyển dày hơn và các bước sóng ngắn hơn phân tán theo mọi hướng, tránh xa tầm mắt của người xem, để lại các bước sóng dài hơn màu cam và đỏ dễ nhìn thấy hơn.
Mặt trăng phát sáng vì nó phản xạ ánh sáng từ mặt trời, do đó, các nguyên tắc tương tự gây ra cảnh hoàng hôn màu cam cũng khiến mặt trăng có màu cam gần đường chân trời. Khi mặt trăng lên cao hơn trên bầu trời, màu cam nhạt dần thành màu trắng sáng. Cư dân ở các thành phố và khu công nghiệp ngắm cảnh hoàng hôn đỏ hơn và mặt trăng màu cam đậm hơn do có thêm các hạt trong khí quyển do ô nhiễm.
Trong nguyệt thực toàn phần, mặt trăng xuất hiện màu đỏ khi nguyệt thực đạt tới cực điểm hay toàn bộ. Về tổng thể, ánh sáng mặt trời chiếu tới mặt trăng đi qua một vùng không khí dày, giống như lúc hoàng hôn, tạo ra mặt trăng màu cam hoặc đỏ như máu. Nếu không có bầu khí quyển, mặt trăng sẽ biến mất hoàn toàn trong thời gian toàn phần.
