Uma miragem ocorre quando a diferença de densidade do ar causada por temperaturas extremamente altas faz com que os fótons viajem em um caminho diferente de uma linha reta. O ar quente é menos denso que o ar frio, portanto, se houver um gradiente de temperatura significativo, a luz refletida de um objeto pode ser refratada. Isso pode distorcer a imagem.
Um dos tipos mais comuns de miragem é a miragem inferior, na qual a aparência dos objetos no solo muda. Eles ocorrem durante períodos de clima intensamente quente, quando a energia do sol aquece o solo a uma temperatura significativamente mais alta do que o ar acima dele. Isso faz com que a luz refletida dos objetos se mova para baixo, projetando imagens no solo. Por exemplo, miragens de água no deserto ocorrem quando o céu azul refrata através do ar quente e parece fazer parte do solo. A névoa de calor no asfalto e acima dele é outro exemplo de miragem inferior.
Miragens superiores ocorrem quando o solo está muito mais frio do que o ar acima dele. Nessas miragens, os objetos parecem estar flutuando no ar acima de sua posição real. Uma miragem Fata Morgana combina miragens inferiores e superiores quando as condições do ar são instáveis e podem causar imagens de objetos distantes a dançar e distorcer.
