Мираж является отражением света границей между слоями воздуха, которые резко различаются по плотности. Миражи могут быть нижними, верхними и боковыми в зависимости от того, с какой стороны от объекта они возникают.
Нижний мираж, который видится под объектом, возникает в результате резкого падения температуры воздуха, находящегося над перегретой поверхностью. Чаще всего такой мираж можно видеть на асфальтированной дороге или в пустыне, когда видится водная гладь вдали. На самом деле это мнимое отражение неба.
В горах, в лесу и на возвышенностях можно увидеть так называемый черный мираж, который возникает из-за разницы цветов. Само видение остается черным. Этот вид миража очень редкий, как и боковой.
Когда над холодной земной поверхностью температура воздуха повышается с повышением высоты, возникает верхний мираж. Такие оптические явления более стабильны, так как холодный воздух не двигается вверх, а теплый, наоборот, остается сверху. Такой мираж может появляться, например, над льдинами. Он может быть прямым или перевернутым, но зачастую выглядит как фрагментарная мозаика.
Верхний мираж за счет кривизны планеты может «показывать» объекты, которые находятся далеко за горизонтом. Это происходит, если изгиб лучей приблизительно совпадает с кривизной планеты, солнечные лучи в таком случае перемещаются на большие расстояния. В результате можно наблюдать объекты намного больших размеров, чем они должны выглядеть с такого расстояния, или увидеть в точности объекты, которые находятся на очень большом расстоянии от места миража. Так, посреди моря могут видеться горные цепочки и целые города. Такой мираж, например, который возникал посреди моря и показывал город в деталях со зданиями, не раз наблюдали на побережьях и островах.
