Ein Nebelbogen entsteht, wenn die Sonne auf eine Nebelwand scheint und das Licht durch die mindestens 5 Mikrometer großen Tropfen reflektiert wird. Im Vergleich mit dem Regenbogen ist das Band des Nebelbogens ungefähr doppelt so breit und das einfallende weiße Licht wird nicht in verschiedene Farben gebrochen. Der Nebelbogen liegt der Sonne immer gegenüber. Sein Radius beträgt bis zu 42° und wird bei abnehmender Tröpfchengröße kleiner. Sind die Tröpfchen kleiner als 5 Mikrometer, kann der Nebelbogen mit dem bloßen Auge nicht mehr wahrgenommen werden. Zur Beobachtung ist es weiterhin erforderlich, dass man als Beobachter vor der Nebelwand mit der Sonne im Rücken steht, da sonst das Licht durch den Nebel schon zu sehr abgeschwächt ist.

Häufig kann der Nebelbogen zusammen mit dem Brockengespenst und der Glorie beobachtet werden.