海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的．
夏天,海面上的下层空气温度比上层低,密度比上层大,折射率也比上层大．我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的．远处的山峰、船舶、楼房、人等发出的光线射向空中时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入上层空气的入射角不断增大,以致发生全反射,光线反射回地面,人们逆着光线看去,就会看到远方的景物悬在空中.
即：光线呈凸型传播
在沙漠里也会看到蜃景．太阳照到沙地上,接近沙面的热空气层比上层空气的密度小,折射率也小．从远处物体射向地面的光线,进入折射率小的热空气层时被折射,入射角逐渐增大,也可能发生全反射,人们逆着反射光线看去,就会看到远处物体的倒景,仿佛是从水面反射出来的一样．
即：光线呈凹型传播