在風平浪靜的大海、河流、湖泊、雪原、沙漠或戈壁中，偶爾會有高聳的塔樓、城墻和樹木出現在空中或“地下”，這被稱為海市蜃樓。中國山東蓬萊海面經常出現這種幻覺。古人將其歸於龍族，吐氣而成塔壁，故名。海市蜃樓是光在不同密度的垂直氣體層中折射的結果。它常被分為上現、下現和側現海市蜃樓。
我們來做壹個實驗:拿壹個杯子，倒半杯水，放在太陽底下，然後往杯子裏插壹根筷子。這是當妳看到水裏的筷子和水上的筷子都斷了。這是光線折射造成的；當光在密度相同的空氣中傳播時，光速不變，總是直線前進；但當光從空氣中斜入水時，水的密度發生變化，光速發生變化，前進方向曲折。
沙漠中的“海市蜃樓”是陽光遇到密度不同的空氣時的折射。在沙漠裏，沙子在白天被太陽烤著，沙層表面的溫度迅速上升。
由於空氣的傳熱性能較差，無風時，沙漠上空的垂直溫差非常顯著，上層空氣密度高，下層空氣密度低。當陽光從高密度空氣層進入低密度空氣層時，光速發生變化，經過光的折射，遠處的綠洲呈現在人們面前。
在海面或江面上，這種“海市蜃樓”現象時有發生。
海市蜃樓是壹種視錯覺，是地球上的物體反射的光線經過大氣層折射形成的虛像。幻影簡稱海市蜃樓。根據物理學原理，海市蜃樓是因為不同的空氣層密度不同，光在不同密度的空氣中折射率不同。也就是因為海面上的暖空氣和高空中的冷空氣之間的密度不同，所以折射了光線。海市蜃樓與那些地方在特定時間的地理位置、地球物理條件和氣象特征密切相關。溫度的異常分布是大多數海市蜃樓形成的氣象條件。史記“史記？”《收禪書》:“自威、張揚、趙巖使人下海求蓬萊、方丈、瀛洲。這三座神山散布在茫茫大海中，離人們並不遙遠。如果他們受苦，他們會被風帶走。蓋味者為上，神仙仙藥在雲端，禽獸皆白，金銀為宮。不到則已，狀如浮雲；據我所知，三神山生活在水下；當妳靠近的時候，風會引領妳，妳永遠也到不了。"
宋代沈括在《孟茜談》中寫道:“當妳在海中，有雲，如宮、臺、城墻、人物、車馬、冠，歷歷在目，謂之“海城”。還是“餃子之氣飛”，我很懷疑。歐陽文忠曾派使者去和碩，過高唐縣，鬼神半夜從空中穿過。馬、車、人、動物的聲音都能壹壹分辨出來，很細致，這就是無章法。我問長輩，雲曰:‘二十年前，日試過郡，亦見人生動。’當地人也叫“海城”，和在鄧州看到的差不多。"
南宋遺民林景熙寫了《海市蜃樓的故事》，全文100多字，是描寫海市蜃樓最好的散文。
明代陸容《園雜記》:“惡塔論，遠在官書。或以鸛為大蚌，月令所謂雉入海為鸛。或者以為是條蛇。海裏有很多這樣的東西。但是，海邊沒有陽臺。但去了州和上海宣講，懷疑是窒息所致。《蘇暢公海詩集》的序言說，他在春夏品嘗了它，年底就不會再見到它了。他在波塞冬神廟祈禱，明天見。如果妳認為妳可以祈禱，這不是令人窒息的。”
清代劉憲庭《楊光雜記》:“萊陽東喬雲:登州海城，不只是魔塔之形，壹日百余艘戰船，戰況莊嚴，金鼓喧天。壹會兒，脫水。另雲，崇禎三年，喬到登州，知府試魚，順門吏報海城。蓋其風俗，遇海城必擊鼓報官。蕭領著夥計們看了看，只見北門外長的山和洞，像是城門。水從裏面出來，沸騰超過壹公頃，把山壹分為二。從早上到中午，我恢復了。有雲，涉海者為雲，有從海看岸者，如岸上所見。”蒲松齡山城:《聊齋誌異》卷十四“高墻，連六七裏，實為壹城”也是海市蜃樓。
海市蜃樓的形成
海市蜃樓經常出現在沿海地區，偶爾也能在沙漠中看到。人們可以看到房子，人，山，森林等景色，可以移動，栩栩如生。有人覺得是人間仙境。現在人們說海市蜃樓是大氣折射的結果，把遠處的景物折射到近處。海市蜃樓往往發生在雨後，此時空氣濕度大，容易形成透鏡系統。當近地面的溫度急劇變化時，會造成大氣密度的巨大差異，遠處的景物在光線傳播時會發生異常折射和全反射，從而造成海市蜃樓。
中國山東省蓬萊縣經常看到渤海中廟島群島的幻景，被稱為“海市蜃樓”。
海市蜃樓是近地面層溫度變化大，空氣密度隨高度變化強烈，光線在垂直的不同密度的氣體層中折射到觀察者眼中的結果。它常被分為上現、下現和側現海市蜃樓。
事實上，宇航員在太空旅行中看到的是放大的地球景色，這有時被稱為海市蜃樓！