气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。当沙质或石质地表热空气上升，使得光线发生折射作用，于是就产生了海市蜃楼。
就拿下蜃的形成来说。夏季沙漠中烈日当头，沙土被晒得灼热，因沙土的比热小，温度上升极快，沙土附近的下层空气温度上升得很高，而上层空气的温度仍然很低，这样就形成了气温的反常分布，由于热胀冷缩，接近沙土的下层热空气密度小而上层冷空气的密度大，这样空气的折射率是下层小而上层大。当远处较高物体反射出来的光，从上层较密空气进入下层较疏空气时被不断折射，其入射角逐渐增大，增大到等于临界角时发生全反射，这时，人要是逆着反射光线看去，就会看到下蜃。
上现蜃景和下现蜃景就是人们常说的海市蜃楼。
海市蜃楼是一种因远处物体被折射而形成的幻象，其产生原因是太阳使地面温度上升后形成的一种气温梯度。由于密度不同，光线会在气温梯度分界处产生折射现象。
人体的大脑认为光线总是沿直线传播，但是当光线通过下方温度低、密度大的大气时，就会向下折射，所以大脑中显现的远处物体就会比实际高。
古时候的人见到了海市蜃楼，可能会以为是海上升起了一座仙山，是一种叫做蜃的神兽在喷云吐雾，是背后有神灵在操作。今天海市蜃楼的原理早已摸得一清二楚，并且还能够模拟出海市蜃楼的场景。但照样有很多迷信的人听信谣言、散布谣言说什么海市蜃楼是平行宇宙的表现；海市蜃楼的原景在地球上找不到；海市蜃楼展现的是穿越过来的景象……如此低级的迷信居然也能迷惑一大批人。
为什么会出现海市蜃楼，可以理解为是因为光的折射，也可以理解为是因为光的全反射。这里需要明白折射及全反射两个概念。
光从一种介质射入另一种介质时，传播方向会发生改变，这就是光的折射。铅笔斜着放入水中会观察到铅笔弯了，这就是折射现象。看到的水的深度要比实际上浅，这也是光的折射造成的。
光从光密介质射入光疏介质，当入射角大于临界角时，在分界面上只会发生反射不会发生折射的现象，这就是光的全反射。
海市蜃楼一般发生在夏季。夏季的阳光照射到海面上，水面附近的温度会明显升高，空气膨胀使得海面附近的空气密度相对较低，而上层的空气密度会越来越大。空气的密度越大，折射率就越大。空气从下到上可以分成很多小层，每一层的上半部分都比下半部分的密度大，上半部分相当于光密介质，下半部分相当于光疏介质。这样远处建筑物或景象反射出的光在空气层中传播时就会不断的向下偏折，最终形成了海市蜃楼。
类似的场景不仅可以出现在海面，在沙漠、马路面上也经常可以看到。夏日看到远处的马路上好像有一滩水，并且还能看到“水”中倒影，走过去一看根本就没有水。这也是一种海市蜃楼。
夏日时路面温度比较高，路面附近的空气比较稀疏，上层空气比较密，光在传播的时候路径也是会发生偏折，最终形成了蜃景。有人神神叨叨的散布谣言说海市蜃楼的景象都找不到原景，这是张嘴就胡说八道，夏日马路上蜃景的原景就在旁边。
夏天，在平静无风的海面上，向远方望去,有时会看到在空中映现出山峰、楼台、亭阁、集市等景象,但好景不长,这些景象很快就消失无踪。这种幻景，称为海市蜃楼，简称蜃景。
事实上，海市蜃楼是光的折射现象，当光在同一密度的均勾介质内传播时，光的传播速度和方向不变。当光线倾斜地由一种介质进入另一密度不同的介质时，光的速度和方向就会发生改变，这种现象叫做折射。当空气温度在垂直方向分布反常时，就会引起空气密度垂直变化的反常，就会导致折射现象的产生，从而发生海市蜃楼的奇观。
在沙漠里也会看到蜃景。太阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空气的密度小，折射率也小。从远处物***向地面的光线，进人折射率小的热空气层时被折射，人射角逐渐增大，也可能发生全反射，人们逆着反射光线看去，就会看到远处物体的倒景，仿佛是从水面反射出来的样。
在炎热夏天的柏油马路上，有时也能看到上述现象。贴近热路面附近的空气层司热沙面附近的空气层一样,比 上层空气的折射率小。从远处物***向路面的光线，也可能发生全反射,从远处看去，路面显得格外明亮光滑，就像用水淋过一样。
所以，海市蜃楼算是一种光学艺术，大自然的奇观，是非常神奇的哦！
海市蜃楼是由于光的折射和全反射而形成的自然现象，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。海市蜃楼是一种光学幻景，根据物理学原理，海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度，而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率。也就是因海面上冷空气与高空中暖空气之间的密度不同，对光线折射而产生的。与地理位置、地球物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系，气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。 最近出现的一次是2015年3月19日上午，山东省青岛西海岸新区灵山湾海域，在灵山岛附近，海平面出现几座高楼状的物体，原本空荡的海平面突然出现海市蜃楼奇景。