Los espejismos son fenómenos ópticos que se producen cuando los rayos luminosos atraviesan capas de aire de distinta temperatura, sufriendo desvíos; haciendo que cuando ese rayo llegue al ojo del observador, éste no lo asimile ya de su frente, sino del punto donde ha sido desviado, lo que origina que los objetos lejanos se vean como si estuvieran reflejados en la superficie de un espejo.

  Existen dos clases de espejismos dependiendo de la capa de aire que está en contacto con la superficie terrestre se encuentre mucho más caliente o mucho más fría que las capas de aire que se encuentran sobre ella, tratandose de espejismos de calor (inferiores) o de frío (superiores) respectivamente.

  El espejismo de calor o de desierto se produce, sobre todo, en los lugares muy calurosos, desprovistos de vegetación, como sucede en los desiertos próximos al ecuador, cuando la arena caliente propicia la formación de una capa de aire muy caliente en contacto con ella. Si en estas circunstancias se dirige la mirada desde un pequeño montículo hacia otro de donde emerge, por ejemplo, un conjunto de palmeras se divisarán dos imágenes de las palmeras: una normal y otra invertida situada debajo de la anterior como si estuviera reflejada en un espejo. Del mismo modo se refleja, también, una parte del cielo azul. Es así como el observador percibirá un lago imaginario de donde emerge una loma con un grupo de palmeras que se reflejan en el agua.

  El espejismo de frío o polar se presenta, principalmente, en las zonas polares cuando la capa de aire en contacto con el suelo esta muy fría y sobre ella se sitúa una capa de aire templado (inversión térmica). La reflexión se crea en la zona de separación de ambas capas, de tal forma que se observa la imagen de los objetos lejanos dando la impresión de que estuviera colgados del cielo.

  Es preciso añadir que los espejismos no siempre reproducen la imagen que los objetos tienen en realidad; a veces éstas aparecen aumentadas, disminuidas o distorsionadas, según sea la posición y forma de las capas de aire caliente y aire frío.

  A principios del siglo pasado, unos exploradores ingleses salieron en barco desde la tierra de Baffin, en el norte de Canadá, con resolución de encontrar un paso que comunicara el Atlántico con el Pacífico. En un cierto punto, el paso quedaba cerrado por una inmenso bulto de montañas de hielo, por lo que los exploradores dieron marcha atrás al punto de partida. Muchos años después salió otra expedición con ánimo de explorar dichas montañas. Llegados a la ubicación del obstáculo montañoso, los exploradores desembarcaron y caminaron por encima de los témpanos de hielo; pero quedaron desconcertados cuando observaron que, a medida que avanzaban, las montañas retrocedían. Cuando el sol se puso, las ilusorias montañas desaparecieron y los exploradores se vieron rodeados únicamente de un mar de hielo.

  Un caso espectacular de espejismo se da raramente en el estrecho de Mesina, que separa la Península italiana de la isla de Sicilia. Este caso de espejismo recibe el nombre de fata morgana, y en él concurren, probablemente, los dos tipos de espejismo, polar y de desierto, aparte de otros fenómenos ópticos no muy evidentes. Sobre las nubes y, a veces, reflejada en el agua se manifiesta la imagen de una ciudad con brillantes torres y palacios. Estas imágenes son el reflejo de la ciudad de Mesina, o quizá, de una faja costera cuyos árboles y rocas son deformados y ampliados por el fenómeno, adquiriendo una apariencia alargada y elevada. El nombre de fata morgana se debe a que los antiguos árabes crían que este fenómeno era producido por las habilidades del hada Morgana, personaje de una leyenda medieval.