我們來做個實驗：取壹只杯子，倒入大半杯水，放在太陽光下，再在杯中插入壹根筷子。這是妳看到水中的筷子和水面上的筷子象折段壹樣。這是光線折射造成的；光在同壹密度的空氣中行進時，光的速度不變，始終以直線的方向前進；但當光傾斜地由空氣進入水的時候，水的密度變了，光的速度就會發生改變，並使前進的方向發生曲折。
發生在沙漠裏的“海市蜃樓”，就是太陽光遇到了不同密度的空氣而出現的折射現象。沙漠裏，白天沙石受太陽炙烤，沙層表面的氣溫迅速升高。
由於空氣傳熱性能差，在無風時，沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著，下熱上冷，上層空氣密度高，下層空氣密度低。當太陽光從密度高的空氣層進入密度低的空氣層時，光的速度發生了改變，經過光的折射，便將遠處的綠洲呈現在人們眼前了。
在海面或江面上，有時也會出現這種“海市蜃樓”的現象。
海市蜃樓是壹種光學幻景，是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像。 海市蜃樓簡稱蜃景，根據物理學原理，海市蜃樓是由於不同的空氣層有不同的密度，而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率。也就是因海面上暖空氣與高空中冷空氣之間的密度不同，對光線折射而產生的。蜃景與地理位置、地球物理條件以及那些地方在特定時間的氣象特點有密切聯系。氣溫的反常分布是大多數蜃景形成的氣象條件。