在平靜無風的海面上，向遠方望去，有時能看到山峰、船舶、樓台、亭閣等景象，古人認為是海中蛟龍（即蜃）吐出的氣結成的，因而叫做「海市蜃樓」，也叫「蜃景」。

而事實上，海市蜃樓是光在密度分布不均勻的空氣中傳播時，發生全反射而形成的。夏天，海面上的下層空氣，其溫度比上層低，密度比上層大，折射率也比上層大。

我們可以把海面上的空氣，看作是由折射率不同的許多水平氣層組成的，遠處的山峰、船舶、樓房、人等發出的光線，在射向空中時，由於不斷被折射，愈來愈偏離光線方向，進入上層空氣的入射角不斷增大，以致發生全反射，光線反射回地面，人們逆著光線看去，就會看到遠方的景物懸在空中。在沙漠裡也會看到蜃景。太陽照到沙地上，接近沙面的熱空氣層比上層空氣的密度小，折射率也小。

從遠處物體射向地面的光線，進入折射率小的熱空氣層時被折射，入射角逐漸增大，也可能發生全反射，人們逆著反射光線看去，就會看到遠處物體的倒景，彷彿是從水面反射出來的一樣。

在炎熱的柏油馬路上，也能看到上述現象。貼近熱路面附近的空氣層，如同熱沙面附近的空氣層一樣，比上層空氣的折射率小，從遠處物體射向路面的光線，也可能發生全反射，從遠處看去，路面顯得格外明亮光滑，就像用水淋過一樣。