海市蜃樓是壹種因遠處物體被折射而形成的幻象，其產生原因是太陽使地面溫度上升後形成的壹種氣溫梯度，由於密度不同，光線在氣溫梯度分界處產生的折射現象。
簡單的說，海市蜃樓就是壹種光學現象，是對另外空間的真實體現。
夏季沙漠中烈日當頭，沙土被曬得灼熱，因沙土的比熱小，溫度上升極快，沙土附近的下層空氣溫度上升得很高，而上層空氣的溫度仍然很低，這樣就形成了氣溫的反常分布，由於熱脹冷縮，接近沙土的下層熱空氣密度小而上層冷空氣的密度大，這樣空氣的折射率是下層小而上層大。
當遠處較高物體反射出來的光，從上層較密空氣進入下層較疏空氣時被不斷折射，其入射角逐漸增大，增大到等於臨界角時發生全反射，這時，人要是逆著反射光線看去，就會看到下蜃。海市蜃樓是壹種遠處物體被折射而形成的現象，壹般可以在陸地上或者是海平面上形成，它產生的原因就是太陽的溫度到達地面之後，地面溫度上升，而形成了壹種氣溫梯度。
由於密度的不同，光線會在氣溫梯度分界處產生折射現象，我們看到的光線總是沿直線傳播，但是光線通過下方溫度低密度。大的大氣層時就會進行往下折射，所以大腦中顯現的遠處的高樓後，就會比實際看到的要高。