Найчастіше верхній міраж спостерігається над розпеченою поверхнею дороги чи пустелі, створюючи ілюзію водойми. Він виникає внаслідок рефракції світла від чистого неба у напрямку спостерігача. При нижньому міражі зображення віддаленого предмета переміщається вниз (наприклад, світло від неба виглядає як вода землі).
Тому спостерігач може навіть бачити об'єкти, що знаходяться за горизонтом, причому він бачитиме їх угорі, як б висять над лінією горизонту. Недарма такі міражі називають верхніми. Верхній міраж може давати як пряме, і перевернуте зображення.
Міраж (фр. mirage – букв. "видимість") – оптичне явище в атмосфері: заломлення потоків світла на кордоні між різко різними за щільністю та температурою шарами повітря. Простими словами це гра повітря зі світлом, в результаті якого можна побачити уявні зображення різних предметів.
Нижні міражі виникають там, де поверхня землі сильно перегріта, наприклад, у тій же пустелі або над асфальтованою трасою. Нижні шари атмосферного повітря також нагріваються від цієї розпеченої поверхні, і виникає різкий перепад температур між нижніми шарами повітря та верхніми.