双彩虹是多重彩虹的一种，指在原彩虹的外围出现一道直径更大的同心彩虹。内层的彩虹称为主虹，颜色较亮，外层的彩虹称为副虹，颜色较暗。也有人称内层的为虹，外层的为霓，这也是“霓虹”这个词语的原意，即表示双彩虹。
我们之所以能看见彩虹，是因为太阳光线射入水滴中，经过了折射—反射—折射，然后进入我们的眼睛，但这只是太阳光线在水滴中传播的一种方式。如果太阳光在水滴表面某些特殊位置上射入水滴时，能够满足光线在水滴中发生两次反射和两次折射，这时就会出现第二种成像途径——太阳经过水滴成像，在水滴中发生色散，这就形成了第二道彩虹。
细心的观察者可能会发现，双彩虹的颜色顺序是相反的。主虹的颜色是紫色在下、红色在上，副虹则是红色在下、紫色在上。这与反射的次数有关，在介质中，红光的折射率比紫光要小，经过色散后，红色在上，紫色在下。每在界面处经过一次反射，颜色的顺序就会发生翻转，形成副虹的反射次数比主虹要多一次，所以主虹和副虹的颜色顺序相反。
副虹的亮度比主虹弱得多，这是因为光在经过水—空气界面时，折射的同时也会发生反射，当光折射进入和射出水滴时都有一部分光损失掉了。在水滴里反射时，也会损失掉一部分光。副虹比主虹要多一次反射，损失的能量也更多，所以副虹的亮度不如主虹。
答案是有的，双重彩虹是光线在水滴中发生了两次反射，同理，三重彩虹是光线在水滴中反射了三次，四重彩虹就是反射了四次。
由于多次反射，多重彩虹的强度逐级递减，而且根据光学的几何传播原理，高阶彩虹的成像点不在太阳对立面，反而靠近太阳，因而极为罕见。自1700年以来，只有四五次文字记载的多重彩虹目击事件。虽然人眼对光的感知能力比较低，但是现在人们可以通过动态范围更大的相机，加上后期处理，捕捉到多重彩虹的奇妙景象。2011年，第一次有人拍摄到了自然界中的四重彩虹，第三重和第四重彩虹位于太阳同侧。