月亮变红主要是由于地球大气层对太阳光的散射和折射作用，以及月全食等特殊天文现象导致的。月亮本身不发光，它是通过反射太阳光而发亮的。太阳光包含多种波长的光，其中红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七种光混合成白光。当太阳光穿过地球大气层时，会发生散射现象。大气层中的气体分子、水汽、尘埃等对不同波长的光散射能力不同，波长较短的蓝紫光容易被散射，而波长较长的红光相对不容易被散射。
在月全食时，地球位于太阳和月亮之间，太阳光被地球遮挡，不能直接照射到月球表面。但是，地球大气层会折射部分太阳光，其中波长较长的红光能穿透大气层折射到月球表面，再被月球反射回地球，形成红色的月亮，即“血月”。此外，当月亮刚升起或快落下时，月光穿过较厚的大气层，蓝紫光被大量散射，红光相对较多地到达我们的眼睛，月亮看起来也会偏红，但程度较月全食时的红色月亮弱。
瑞利散射解释了这一现象。当光穿过大气层时，大气中的分子、原子等微小颗粒会对光产生散射，散射光强与入射光波长的四次方成反比。这意味着波长越短的光，如蓝光和紫光，在大气中更容易被散射。这也是我们看到天空是蓝色的原因。在月亮升起或落下时，月光穿过较长路径的大气层，更多的蓝紫光被散射，红光相对更容易到达我们的眼睛，导致月亮呈现红色。
月亮变红是由于大气散射和折射，以及月全食等天文现象共同作用的结果。