اغلب در جاده‌های آسفالت شده، مستقیم یا در بیابان‌ها، منظره آب یا برکه‌ای دیده می‌شود، که وقتی بسوی آن حرکت می‌کنیم، آن هم با همان سرعت و در همان جهت پیش می‌رود، یا وقتی نزدیکش می‌شویم، از نظر محو می‌گردد. این منظره «سراب» است. سراب یک فریب طبیعت است که در شرایط معین جوی چشم ما را دچار خطای دید می‌کند.

سراب از دیدگاه علمی چگونه توجیه می‌شود؟
اصل و ریشه این پدیده را باید در شیوه حرکت نور در محیط های مختلف و به تبع آن پدیده شکست و انکسار نور بررسی کرد. همانطور که می‌دانید پرتوهای نور در عبور از محیط هایی با غلظت‌های متفاوت تغییر جهت داده و به عبارتی می‌شکنند، مثل عبور نور از هوا به آب و یا از هوای گرمتر به هوای سردتر و علت هم به تغییر سرعت نور در محیط های متفاوت برمی‌گردد. سراب دقیقا زمانی رخ می‌دهد که شاهد یک جابجایی و تغییر بسیار سریع در چگالی هوا و اتمسفر جو هستیم؛ یعنی زمانی که یک لایه هوا به مقدار نسبتا زیادی گرمتر از سطح مجاورش باشد.
این اتفاق معمولا در روزهای گرم تابستان روی می‌دهد، به شکلی که سطح یک جاده آسفالته که زیر تابش مستقیم خورشید به شدت داغ شده است. لایه هوایی را که دربالای آن قرار دارد، کاملا گرم می‌کند و در نتیجه سبب ایجاد تفاوتی فاحش میان چگالی هوای این لایه و لایه‌های بالایی آن می‌شود. بدین ترتیب با عبور نور از این سطوح متفاوت جهت آن به سمت بالا تغییر می‌یابد و سراب ایجاد می‌شود.

برای بارزتر شدن قضیه، به این نکته توجه کنید که بطور معمول پرتوهای بازتابی از یک شیئ مثلا یک خودرو در جهت‌های متعددی درفضا حرکت می‌کنند و یک جسم تنها در زمانی قابل رؤیت خواهد بود که گوشه‌ای از این پرتوها با مردمک چشم برخورد کنند در یک روز کاملا ابری، شما تنها همان نوری را می‌بینید که بطور مستقیم از جسم به سوی چشمتان بازتاب می‌یابد، اما در روزهای آفتابی شرایط کمی متفاوت است، در اینجا آن پرتوهایی که بطور مستقیم از شیئ به سوی چشم‌ها حرکت می‌کنند همان وضعیت قبلی تکرار می‌کنند. اما علاوه بر این پرتوهایی نیز وجود دارند که به سمت زمین حرکت می‌کنند این پرتوها در عبور از لایه سردتر و چگالی تر بالایی به لایه گرمتر و سبک‌تر پایینی شکسته و به طرف چشمانش باز می‌تابند، در نتیجه این فرایند، شما شاهد ۲ تصویر یکسان از شیئ خواهید بود؛ یکی روی جاده و دیگری در سطح آن.
مغز انسان تنها قادر به درک حرکت نور در مسیر مستقیم است، بنابراین چنین به نظر می‌آید که در سطح جاده چاله‌ای پر از آب وجود دارد که تصویر دوم حاصل از انعکاس تصویر اول در داخل این آب است. از این نوع سراب به عنوان سراب پایینی و یا فرعی یاد می‌شود چرا که شکل‌گیری آن در زیر خط افق است.
سراب‌های بالاتر و اصلی انواعی هستند که در بالای خط افق ظاهر می‌شوند. این نوع سراب در چشم اندازهای پوشیده از یخ و یا آب‌های بسیار سرد روی می‌دهد.
جایی که یک لایه بسیار سردتر از هوا زیر لایه نسبتا گرمتر قرار گرفته است و همین باعث می‌شود سراب خیلی بالاتر از سطح معمول آن ظاهر شود.
مشاهده قایق‌هایی که در هوا شناورند بر اثر همین شکل سراب است. در این نوع معمولا شیئ بازتابی از اندازه‌های اولیه خود خارج شده و تصویری غیر واقعی و بسیار بزرگتر را به نمایش می‌گذارد.

سراب در دریا
سراب در دریا نیز بصورت معکوس دیده می‌شود. البته این در جایی است که هوای مجاور آب، سرد بوده و در بالای آن نیز هوای گرمی قرار گرفته باشد، آنگاه کشتی‌هایی که از دور می‌آیند و در پشت افق پنهانند، بوسیله این هوای گرم طوری منعکس می‌شوند که ما آنها را در آسمان شناور می‌بینیم. در این حالت معمولا شیئ بازتابی از اندازه‌های اولیه خود خارج شده و تصویری غیر واقعی و بسیار بزرگتر را به نمایش می‌گذارد.
یکی از سراب‌های معروف در جزیره سیسیل در تنگه مسینا رخ می‌دهد. در شرایط جوی مذکور شهر مسینا در آسمان منعکس می‌شود و افرادی که در آب‌های تنگه مجاور کشتی‌رانی می‌کنند، این شهر را در هوا شناور می‌بینند. ایتالیایی‌ها نام این سراب را «فاتامورگانا» گذاشته‌اند، زیرا گمان می‌کنند که جنی به نام مورگان آن را پدید آورده است.