Мира́ж, оптическое явление в атмосфере, при котором наблюдается мнимое изображение удалённого объекта. Мираж обусловлен рефракцией света в атмосфере, вызванной аномально сильной зависимостью плотности воздуха (и, следовательно, показателя преломления) от вертикальной (верхний и нижний миражи) или горизонтальной (боковой мираж) координат.

Схема возникновения прямого (И₁) и перевёрнутого (И₂) изображений в случае верхнего миража; О – объект, Х – холм, Н – наблюдатель.Схема возникновения прямого (И₁) и перевёрнутого (И₂) изображений в случае верхнего миража; О – объект, Х – холм, Н – наблюдатель.При мощных инверсиях температуры, когда плотность воздуха аномально быстро уменьшается с высотой, изображения объекта смещаются выше линии невозмущённого горизонта. В этом случае над относительно холодной поверхностью наблюдаются верхние миражи. Над перегретой поверхностью (например, пустыни или шоссе в солнечный день) часто образуются нижние миражи, в которых изображение лежит ниже линии горизонта. Рефракционные искажения неба у горизонта часто воспринимаются как удалённая водная поверхность. Сильная рефракция приводит к многолучевому распространению света от объекта к наблюдателю (см. рисунок), который в результате видит сразу 2–3 изображения, причём как прямые, так и перевёрнутые; одно из изображений может быть очень отчётливым. При нелинейной зависимости температуры от высоты возникают сложные миражи – фата-моргана.