海市蜃楼是一种自然现象，它通常出现在炎热的夏季或沙漠地区，当近地面的空气受到太阳的强烈照射，温度升高，空气密度变小，而上层的空气相对较冷，空气密度较大。这种上下空气密度的变化导致光线在穿过不同密度的空气层时发生折射和全反射，从而产生远处的物体或景象仿佛悬浮在空中的视觉效果。
具体来说，海市蜃楼可以分为“上现蜃楼”和“下现蜃楼”：
上现蜃楼：当光线从海面或冷水面射向热空气时，光线在从密度较大的空气层进入密度较小的空气层时发生折射，并可能在上层空气发生全反射，导致远处的物体或景象仿佛出现在观察者的上方。
下现蜃楼：当光线从热地面射向冷空气时，光线在从密度较小的空气层进入密度较大的空气层时发生折射，并可能在下层空气发生全反射，导致远处的物体或景象仿佛出现在观察者的下方。
这种现象是由光线在不同密度的介质中传播时速度的变化引起的，即折射现象。由于人眼倾向于将光线视为沿直线传播，所以当光线经过折射和反射后，观察者就会看到实际不存在的、位置错误的物体或景象