Cầu vồng Mặt Trăng, là một cầu vồng làm từ ánh Mặt Trăng chứ không phải là ánh sáng Mặt Trời. Ngoài sự khác biệt về nguồn sáng đó, sự hình thành của nó giống hệt như cầu vồng Mặt Trời: Cầu vồng Mặt Trăng xuất hiện khi xảy ra sự khúc xạ của ánh trăng từ các hạt nước lơ lửng trong không khí[1], như mưa rào hoặc thác nước, và luôn nằm ở phần đối diện của bầu trời từ Mặt Trăng so với người quan sát.Cầu vồng Mặt Trăng mờ hơn nhiều so với cầu vồng Mặt Trời, do lượng ánh sáng nhỏ hơn phản chiếu từ bề mặt của Mặt Trăng. Bởi vì ánh sáng thường quá mờ để kích thích các thụ thể màu hình nón trong mắt người, nên mắt người rất khó phân biệt màu sắc trong một cầu vồng Mặt Trăng. Kết quả là, cầu vồng Mặt Trăng thường xuất hiện màu trắng[2]. Cầu vồng Mặt Trăng khó nhìn thấy bằng mắt thường nhưng có thể hiện ra trong các bức ảnh chụp phơi sáng.[1]Hiện tượng này vô cùng hiếm bởi đòi hỏi sự kết hợp giữa các yếu tố như bầu trời rất tối, Mặt Trăng ở thấp hơn 42 độ trên bầu trời và mưa rơi đối diện với Mặt Trăng.[3]Cầu vồng Mặt Trăng đã được đề cập ít nhất kể từ tác phẩm Khí tượng học của Aristoteles (khoảng năm 350 trước Công nguyên).[4]