Le mirage n'est pas une illusion d'optique (déformation d'une image due à une interprétation erronée du cerveau) mais l'image plus ou moins déformée d'un objet bien réel.
Le mirage n'a rien de subjectif : on peut le photographier.
La photographie d'un mirage créé par les différences de température de l'air en prouve la réalité optique (traces) et non son illusion (ni l'œil ni le cerveau ne se trompent en voyant trembler l'air ou les rayons semblant se refléter sur le sol). Le mirage n'a rien d'irrationnel : il s'explique par l'optique géométrique et les lois de la réfraction.
Schéma d'un mirage supérieur
Mirage chaud
Le mirage chaud ou mirage inférieur n'est pas un phénomène réservé aux déserts brûlants. On l'observe couramment sur les routes en été : la route chauffée par le soleil crée un gradient de température important (air très chaud près de la route), ce qui fait varier l'indice de réfraction de l'air en fonction de sa distance au sol. L'œil reçoit alors la couleur du ciel par un rayon lumineux s'étant rapproché du sol avant de subir une déviation. Cela crée l'impression d'une flaque d'eau lointaine qui disparaît quand on s'avance.
Mirage chaud sur le Grand Lac Salé, Utah, États-Unis
Mirage froid
Aussi appelés mirage supérieur, c'est le contraire des mirages chauds ou inférieurs : les couches les plus chaudes se trouvent élevées dans l'atmosphère alors que les couches les plus froides sont près du sol. Avec la rotondité de la terre, tout objet au-delà de la ligne d'horizon peut alors apparaître.
Mirage froid : vue d'un aérodrome sur la banquise
Certaines situations exceptionnelles combinent les mirages inférieurs et supérieurs, donnant alors une image irréelle au paysage lointain. Ce phénomène, observable notamment dans le détroit de Messine, avait été attribué par les Anciens à la fée Morgane. D'où le nom de cette manifestation curieuse des propriétés des rayons lumineux.