Атмосфе́рная рефра́кция (астрономическая рефракция) (новолат. refractio, букв. – преломление, от refringo – преломлять), оптическое явление, связанное с преломлением световых лучей в атмосфере Земли; проявляется в кажущемся смещении астрономических объектов и в кажущемся изменении их формы.

Показатель преломления воздуха уменьшается с высотой, поэтому луч света в атмосфере изгибается так, что его выпуклость обращена вверх. В результате астрономический объект виден над горизонтом выше, чем он расположен на самом деле. Видимое смещение астрономического объекта равно нулю в зените и максимально у горизонта. Его конкретное значение зависит от местных условий и у горизонта составляет в среднем около 35′.

Другое проявление рефракции – сплющивание видимого диска Солнца или Луны вблизи горизонта.Ход лучей света в атмосфере под действием рефракции: S – истинное положение небесного светила; S′ – видимое положение небесного светила, смещённое вследствие рефракции.Ход лучей света в атмосфере под действием рефракции: S – истинное положение небесного светила; S′ – видимое положение небесного светила, смещённое вследствие рефракции.