Esistono due tipi di miraggi: inferiore e superiore. I miraggi sono causati dalla rifrazione della luce, che è la flessione delle onde luminose. La rifrazione si verifica quando la luce passa attraverso un tipo di materiale in un altro. Ad esempio può passare attraverso l’aria ed entrare nell’acqua. La luce può anche essere rifratta quando passa attraverso un’area di aria calda in un’area di aria più fredda perché l’aria fredda ha una densità maggiore dell’aria calda.
In un miraggio inferiore, che è il tipo più comune, un oggetto sembra essere presente come se fosse sia l’oggetto reale che il suo riflesso in una pozza d’acqua. Quando il terreno è molto caldo, il calore si irradia dal terreno e riscalda l’aria direttamente sopra di esso. Quando la luce passa attraverso l’aria più fresca sopra nell’aria più calda sotto, si piega e crea un miraggio. Il miraggio sembra un oggetto che si riflette nell’acqua perché parte della luce di solito andrebbe a terra, ma è piegato e sale invece agli occhi creando una doppia immagine. I miraggi inferiori sono comunemente visti sulle strade asfaltate durante le giornate calde e spesso sembrano pozzanghere d’acqua sulla superficie della strada. Questo è il miraggio nel deserto, lo scenario più frequentemente associato ai miraggi.
Un miraggio superiore appare all’orizzonte perché una massa d’aria fredda è al di sotto di una massa d’aria calda. Di solito appare su ghiaccio o acqua molto fredda. In questo tipo di miraggio, l’oggetto sembra essere molto più alto di quanto sia logico. Esempi di questo tipo comunemente visti dai marinai sono le immagini di isole galleggianti e masse di terra dove non ce ne sono. I miraggi superiori sono più comunemente visti nelle regioni polari a causa delle grandi quantità di ghiaccio e acqua molto fredda.
I miraggi superiori sono visibili a lunghe distanze perché la Terra è rotonda. Se la Terra fosse piatta, la luce che è stata piegata verso il basso raggiungerebbe il suolo molto vicino al punto in cui è stata piegata, e il miraggio sarebbe visibile solo a una distanza molto ravvicinata. Un esempio interessante di ciò si è verificato nel 1596, quando una nave alla ricerca del Passaggio a Nord Ovest rimase intrappolata nel ghiaccio nell’estremo nord dell’Oceano Atlantico e l’equipaggio dovette rimanere lì per tutto l’inverno. Poiché la luce del sole è stata rifratta in una curva che segue la curvatura della Terra, l’equipaggio ha visto la luce del sole due settimane prima della fine effettiva della lunghissima notte di pieno inverno.