海市蜃樓是光的折射和反射現象。很多物體都會反射光，這些物體被大氣折射后，就會在海面、沙漠上形成海市蜃樓。早在古代時便已經出現了海市蜃樓，古人認為這種現象是蜃吐氣形成的，為其蒙上了神秘的傳奇色彩，隨著科學的發展，海市蜃樓的現象也有了科學的解釋。

海市蜃樓所呈現的場景為虛像，雖然在海平面或者沙漠上出現的海市蜃樓是假的，但在地球的某個地方，會有一處同樣的場景，若沒有這處場景，便無法通過反射和折射出現海市蜃樓。需要注意的是，海市蜃樓有兩大特點，一個是在同一地點重復出現，另一個是出現的時間一致。

眾所周知，海面上是最常出現海市蜃樓的地方，但有時沙漠中也會出現海市蜃樓，這是因為沙土被烈日暴曬后，導致下層空氣溫度上升較快，和上層溫度形成反差。

在這種反差下，空氣中的折射率是下層小上層大，被物體反射出的光從上層空氣進入下層空氣后，就會折射出海市蜃樓，只要調整觀看角度，站在較高的地方，海市蜃樓就會消失。

“海市蜃樓”是一種因遠處物體被折射而形成的幻象，可在陸地或者海上看見，其產生原因是太陽使地面溫度上升后形成的一種氣溫梯度。由于密度不同，光線會在氣溫梯度分界處產生折射現象。我們的大腦認為光線總是沿直線傳播，但是當光線通過下方溫度低、密度大的大氣時，就會向下折射，所以大腦中顯現的遠處高樓就會比實際高。