Фата-моргана влияет на восприятие реальности и создаёт иллюзии в природе следующим образом: отдалённые объекты искажаются и «раздваиваются» для наблюдателя. 4 Вследствие отражения и преломления лучей света реально существующие объекты могут создавать на горизонте или даже над ним сразу несколько искажённых изображений, которые частично накладываются друг на друга и стремительно меняются со временем. 4

Наиболее распространённой является иллюзия озера или моря на земле, которое кажется находящимся вдали от зрителя. 2 Это происходит из-за отражения неба в слоях воздуха с разной температурой, создавая впечатление, что на земле есть зеркальная поверхность воды. 2

Также фата-моргана может создавать иллюзии, например, кораблей, которые кажутся летающими в небе, гор, которые кажутся находящимися вдали, хотя они находятся вблизи. 2