Hij ontwikkelde de theorie van Rayleigh Scattering , wat verklaart hoe licht interageert met deeltjes in de atmosfeer. Hij toonde aan dat kortere golflengten van licht (zoals blauwe en violet) effectiever verspreiden dan langere golflengten (zoals rood en oranje). Dit verstrooiende effect is waarom we overdag een blauwe lucht zien.