Et billede dannet når atmosfæren opfører sig som en linse. Luftspejlinger har en meget lille kantede grad sammenlignet med himlen: de er normalt ses i nærheden af horisonten og inddrage billede forskydninger og forvridninger af mindre end halvdelen en grad. Derfor, selv om synlige med det blotte øje, de er lettest at se ved hjælp af kikkert eller når fotograferet med et teleobjektiv. Navnet anvendes på en bestemt type af luftspejling er afhængig af den måde, hvorpå billedets udseende adskiller sig fra objektet. Den enkleste sondring for observatøren er der mellem en luftspejling, der udstiller, men et enkelt billede og ene viser flere billeder. Hvis der er kun et enkelt billede, og hvis dette billede er fordrevet ned fra placeringen af objektet, det siges at der synker; hvis op, truende. Hvis billedet vises lodret udvidet, der er tårnhøje; hvis lodret indskrumpet, der er foroverbøjet. Anerkendelse af disse stater afhænger kritisk af ens viden eller hukommelse af udseendet af scenen i mangel af et fatamorgana, fordi alt, hvad der er set er billedet. Ændringen er imidlertid ofte så påfaldende, at klassificeringen forholdsvis let. Luftspejlinger forklares ved brydning af lys gennem en atmosfære med en gradient af brydningsindeks. Brydningsindekset af luft afhænger hovedsageligt af den molekylære nummer tæthed af luft, men som laget hvorigennem størstedelen af refraktive bøjning forekommer ofte er forholdsvis tynd, denne tæthed variation er primært afhængig af temperatur. Ja, det en enkel sag for at knytte en bestemt type af luftspejling med formen af en temperatur profil. Fordi observatøren er placeret inde i denne atmosfæriske linse, mirage kan ændre dens udseende markant som følge af ændringer i position, siger ændre højden af observatøren over en overflade. Se fata bromosa, fata morgana.