Em seu álbum anterior Butterfly, Carey incorporou estilos musicais até então inéditos em seu repertório musical, como o hip-hop e o R&B. Para ir além em seus horizontes musicais, a intérprete colaborou com Jay-Z no primeiro single do disco, sendo esta a primeira faixa de Carey a ser lançada como o primeiro single de algum disco contando com outro artista. Carey compôs baladas em que seu gênero principal é o R&B e não o pop, e trabalhou com Snoop Dogg e Usher em músicas como "Crybaby" e "How Much", ambas contando com fortes batidas e ritmos de R&B. Diversas das baladas que Carey compôs durante o período de elaboração do disco, incluindo "Thank God I Found You" (junto com Terry Lewis) e "After Tonight" (junto com Diane Warren), refletem sentimentos que ela experimentou em sua vida pessoal.

Rainbow recebeu revisões mistas por parte da mídia especializada, a qual prezou a contínua mudança do gênero adulto de seu passado. Entretanto, sua produção foi criticada por parte dos avaliadores, que sentiram que o álbum não era tão forte ou tão distinto como Butterfly. O disco obteve um bom desempenho comercial, liderando as tabelas musicais da Europa e da França, ao passo que qualificou-se entre os cinco álbuns mais vendidos na Alemanha, na Austrália, na Áustria, na Bélgica (região da Valônia), na Finlândia e na Suíça. Nos Estados Unidos, o projeto converteu-se no primeiro de Carey a não liderar a Billboard 200, estreando na segunda posição com vendas de 322 mil cópias em sua semana de lançamento. Foi certificado como platina tripla pela Recording Industry Association of America (RIAA), denotando vendas de 3,7 milhões de cópias do disco em território estadunidense em 1999. Na Europa, foi certificado como platina pela Federação Internacional da Indústria Fonográfica (IFPI), vendendo mais de 1.9 milhão de cópias no continente. Atualmente o álbum Rainbow já possui vendas estimadas em mais de 12 milhões de exemplares vendidos em todo mundo.