Tháp Tokyo cần tổng cộng 28.000 lít (7.400 gal Mỹ) sơn để sơn hoàn toàn cấu trúc với màu trắng và cam quốc tế, tuân theo các quy định an toàn hàng không.[10] Trước dịp kỷ niệm 30 năm khánh thành Tháp vào năm 1987, chỉ có các bóng đèn nằm tại đường viền góc kéo dài từ chân tháp đến ăngten. Vào mùa xuân năm 1987, Nihon Denpatō mời nhà thiết kế ánh sáng Motoko Ishii đến khảo sát tháp. Từ khi khánh thành Tháp vào 30 năm trước đó, lượng vé bán ra hàng năm của tháp giảm đáng kể, và trong một nỗ lực nhằm phục hưng tháp và xác lập đây là một địa điểm du lịch quan trọng và tượng trưng của Tokyo, Ishii được thuê để tái thiết kế bố trí ánh sáng cho Tháp Tokyo.[32]

Hệ thống bố trí ánh sáng mới cho Tháp được khánh thành vào năm 1989, các bóng đèn tại viền ngoài bị loại bỏ và 176 đèn pha được đặt trong và quanh khung tháp.[32] Từ hoàng hôn đến nửa đêm, các bóng đèn chiếu sáng rọi vào toàn bộ tháp.[10] Các đèn hơi Natri được sử dụng từ 2 tháng 10 đến 6 tháng 7 để phủ một màu cam lên tháp. Từ ngày 7 tháng 7 đến 1 tháng 10, các đèn kim loại halogen chiếu sáng tháp bằng màu trắng. Nguyên nhân đằng sau sự thay đổi này là theo mùa, Ishii giải thích rằng màu cam ấm áp hơn và giúp bù đắp cho các tháng đông lạnh. Ngược lại, màu trắng được cho là một màu mát nên thích hợp cho các tháng hè nóng.[33]

Thỉnh thoảng, ánh sáng của Tháp Tokyo được thay đổi để phục vụ các sự kiện đặc biệt. Kể từ năm 2000, toàn bộ tháp được chiếu sáng bằng màu hồng tối vào ngày 1 tháng 10 để đánh dấu bắt đầu tháng nhận thức ung thư vú quốc gia. Tháp cũng được chiếu sáng theo nhiều cách thức đặc biệt trong Giáng Sinh kể từ năm 1994. Trong đêm giao thừa, tháp sáng lên lúc nửa đêm với số năm hiển thị tại một mặt của đài quan sát để đánh dấu năm mới. Tháp cũng được chiếu sáng theo các cách thức phi truyền thống để đánh dấu các sự kiện đặc biệt của Nhật Bản cũng. Năm 2002, các đoạn giao của tháp được chiếu màu lam để đánh dấu khai mạc Giải vô địch bóng đá thế giới tại Nhật Bản. Các đoạn giao của tháp được chiếu sáng màu lục vào ngày thánh Patrick năm 2007 để kỷ niệm 50 năm quan hệ Nhật Bản-Ireland. Trong vài thời điểm khác, Tháp Tokyo từng được chiếu sáng đặc biệt nhằm đánh dấu các sự kiện thương mại, như nửa trên tháp được chiếu màu lục nhằm đánh dấu The Matrix Reloaded ra mắt bản tiếng Nhật và các đoạn khác của tháp được chiếu màu đỏ, trắng và đen để đánh dấu ngày đầu tiên bán Coca-Cola C2.[33] Tháp được chiếu sáng theo cách thức độc nhất để chào đóng thiên niên kỷ mới vào năm 2000, lần này nhà thiết kế vẫn là Motoko Ishii.[34]

Khi tháp được chiếu sáng, Đài quan sát chính thường giữ một vai trò quan trọng. Trong "ngày White Band" quốc tế thứ nhì vào 10 tháng 9 năm 2005, chỉ có Đài quan sát chính được chiếu sáng, với màu trắng sáng. Khi tháp được chiếu sáng theo cách thức độc nhất để kỷ niệm phát sóng kỹ thuật số mặt đất lần đầu tiên hiện hữu tại khu vực Kanto vào ngày 1 tháng 12 năm 2005, mỗi mặt của Đài quan sát chính mang các ký tự 地デジ (chi deji, viết tắt của 地上デジタル放送 chijō dejitaru hōsō phát sóng kỹ thuật số trên mặt đất).[33] Đài quan sát từng hiển thị các ký tự "TOKYO" và "2016" để cổ vũ Tokyo đăng cai Thế vận hội 2016.[35] Các hình ảnh nguyên thủy, như các trái tim, cũng được biểu thị trên các cửa sổ của đài quan sát.[33]