Kysymys siitä, kuinka valo kulkee avaruudessa, on yksi fysiikan monivuotisista mysteereistä. Nykyaikaisissa selityksissä se on aaltoilmiö, joka ei tarvitse väliainetta etenemiseen. Kvanttiteorian mukaan se käyttäytyy myös hiukkasten kokoelmana tietyissä olosuhteissa. Useimmissa makroskooppisissa tarkoituksissa sen käyttäytymistä voidaan kuitenkin kuvata käsittelemällä sitä aallona ja soveltamalla aaltomekaniikan periaatteita kuvaamaan sen liikettä.
Sähkömagneettinen tärinä
Skotlantilainen fyysikko James Clerk Maxwell totesi 1800-luvun puolivälissä, että valo on sähkömagneettisen energian muoto, joka kulkee aaltoina. Kysymys siitä, miten se onnistuu tekemään niin ilman väliainetta, selitetään sähkömagneettisten värähtelyjen luonteella. Kun varautunut partikkeli värisee, se tuottaa sähköisen värähtelyn, joka indusoi automaattisesti magneettisen - fyysikot usein visualisoivat nämä kohtisuorissa tasoissa esiintyvät värähtelyt. Yhdistetyt värähtelyt etenevät lähteestä ulospäin; mikään väliaine, paitsi maailmankaikkeutta läpäisevä sähkömagneettinen kenttä, ei ole tarpeen niiden johtamiseksi.
Valonsäde
Kun sähkömagneettinen lähde tuottaa valoa, valo kulkee ulospäin samankeskisten pallojen sarjana, jotka on sijoitettu lähteen värähtelyn mukaisesti. Valo kulkee aina lyhimmällä polulla lähteen ja kohteen välillä. Lähteestä määränpäähän piirrettyä viivaa, joka on kohtisuorassa aaltorintamiin nähden, kutsutaan säteeksi. Kaukana lähteestä pallomaiset aaltorinteet rappeutuvat sarjaan rinnakkaisia viivoja, jotka liikkuvat säteen suuntaan. Niiden väli määrittelee valon aallonpituuden, ja tiettyjen pisteiden tietyssä aikayksikössä kulkevien viivojen määrä määrittää taajuuden.
Valon nopeus
Taajuus, jolla valonlähde värisee, määrittää syntyvän säteilyn taajuuden ja aallonpituuden. Tämä vaikuttaa suoraan aaltopaketin - tai yksikönä liikkuvan aallonpurskeen - energiaan fyysikko Max Planckin 1900-luvun alussa luoman suhteen mukaan. Jos valo on näkyvissä, värinätaajuus määrää värin. Värinätaajuus ei kuitenkaan vaikuta valon nopeuteen. Tyhjiössä se on aina 299792 kilometriä sekunnissa (186, 282 mailia sekunnissa), arvo, jota kirjain "c". Einsteinin suhteellisuusteorian mukaan mikään maailmankaikkeudessa ei kulje nopeammin kuin Tämä.
Taittuminen ja sateenkaaret
Valo kulkee väliaineessa hitaammin kuin tyhjössä, ja nopeus on verrannollinen väliaineen tiheyteen. Tämä nopeuden vaihtelu saa valon taipumaan kahden väliaineen rajapinnalle - ilmiötä kutsutaan taittumiseksi. Kulma, jolla se taipuu, riippuu kahden väliaineen tiheydestä ja tulevan valon aallonpituudesta. Kun läpinäkyvällä väliaineella tapahtuva valo koostuu eri aallonpituuksilla olevista aaltorintamista, kukin aaltorintama taipuu eri kulmassa ja tuloksena on sateenkaari.