As miragens são imagens comuns e, mesmo em estradas asfaltadas há miragens, como um carro à frente como que refletida no chão por algua coisa que poderia ser apenas uma pequena poça de água. Quando um feixe de luz atravessa superfície que separa dois meios transparentes, mas diferentes, seja ar e água, uma parte da luz é refletida enquanto a outra é refratada. Em verdade, parte da intensidade dessa luz incidental é refletida e, outra parte passa para o outro meio: o feixe identificado como luz refratada. A principal característica do processo de reflexão e refração é que o ângulo feito pelo feixe incidental com essa linha é igual ao ângulo feito com essa mesma linha pelo feixe refletido. Porém, o feixe refratada fará um angulo diferente. E, a lei que domina essa efeito é chamada de Lei de Snell.

Como regra, quanto mais denso um material, maior o índice de refração. Assim, o índice de refração da água é maior do que o do ar; o índice de refração de uma amostra de ar comprimido é maior do que o índice de refração de uma amostra de ar rarefeita. Vidros mais densos têm índices de refração maiores que vidros  menos densos (e são melhores para a produção de lentes, pois podem ser mais finos). Plásticos são menos densos que o vidro e, portanto, têm índices de refração menores. Para entender o efeito das miragens que fazem o solo quente parecer um lago – e as imagens dos carros 
distantes em uma estrada parecerem como que refletidos no asfalto quente – são os seguintes:a) Quando a luz muda de meio, ela é refratada; b) Se o meio no qual a luz penetra tem índice de refração menor que o meio do qual ela veio, n2. A miragem da “poça de água” descrita acima é formada quando o ar se aquece na medida em que se aproxima do solo.  Se ocorrer o inverso, a temperatura do ar crescer na medida em que a sua altura também cresce, forma-se uma miragem invertida em relação à anterior: nós vemos um objeto como que refletido nas camadas superiores do ar.  Uma embarcação, ao longe, no mar e uma pessoa sentada na praia. Essa pessoa verá a imagem direta do navio (raio 1) ao mesmo tempo que verá uma feixe de luz que, inicialmente indo para cima, faz uma curva e chega no olho do observador. Este, supondo que raios de luz andem em linha reta, interpretará isso como sendo de um navio invertido, no céu. Miragens como essa, nas quais a imagem aparece acima do objeto, são chamadas de miragens superiores. Efeitos atmosféricos produzem imagens, ou melhor, miragens, que podem assustar qualquer um que não esteja preparado para analisá-las. Quanto mais raras – e, portanto, mais difíceis de serem observadas por pessoas que as possam interpretar corretamente – mais espantosas devem ser as imagens. Castelos ou colunas que crescem no horizonte são relativamente comuns – embora muito menos comuns que as miragens do asfalto quente – e têm servido para criar histórias fantasmagóricas.,>

A miragem “Fada Morgana” é formada quando camadas de ar fria e quente se alternam, formando, no horizonte, imagens invertidas e direitas de um mesmo objeto, que se juntam, dando a impressão de um castelo ao longe.