Un mirage est causé par la réfraction de la lumière émise par un objet. Cette lumière forme une image inversée pour un observateur distant. L’air froid, éloigné du sol, a un indice de réfraction plus grand car il est plus dense que l’air chaud. Les couches d’air ont des températures différentes qui dépendent de l’altitude. La lumière émise traverse ces couches et change de direction, des couches froides aux couches chaudes, puis des couches chaudes aux couches froides, avant d’atteindre l’observateur.