Un miraggio si verifica quando la differenza di densità dell'aria causata da temperature estremamente elevate fa viaggiare i fotoni in un percorso diverso da una linea retta. L'aria calda è meno densa dell'aria fredda, quindi se c'è un gradiente di temperatura significativo, la luce riflessa da un oggetto può essere rifratta. Questo può distorcere l'immagine.
Uno dei tipi più comuni di miraggio è il miraggio inferiore, in cui cambia l'aspetto degli oggetti sul terreno. Questi si verificano durante periodi di tempo intensamente caldo, quando l'energia del sole riscalda il suolo ad una temperatura che è significativamente più calda dell'aria sopra di esso. Ciò fa sì che la luce riflessa dagli oggetti si sposti verso il basso, proiettando le immagini dentro e sul terreno. Ad esempio, i miraggi dell'acqua nel deserto si verificano quando il cielo azzurro si rifrange attraverso l'aria calda e sembra essere parte del terreno. La foschia del calore sopra e sopra l'asfalto è un altro esempio di un miraggio inferiore.
I miraggi superiori si verificano quando il terreno è molto più freddo dell'aria sopra di esso. In questi miraggi, gli oggetti sembrano fluttuare nell'aria al di sopra della loro posizione attuale. Un miraggio Fata Morgana combina miraggi inferiori e superiori quando le condizioni dell'aria sono instabili e può causare immagini di oggetti lontani per ballare e distorcere.
