Фата-моргана возникает именно на горизонте или над ним из-за особенностей отражения света в нижних слоях атмосферы. 34

Когда в этих слоях из-за разницы температур образуется несколько чередующихся слоёв воздуха различной плотности, они способны давать зеркальные отражения. 34 В результате отражения (а также преломления) лучей реально существующие объекты дают на горизонте или над ним по нескольку искажённых изображений. 3

Эти изображения частично накладываются друг на друга и быстро сменяются одно другим. 3 Так как слои воздуха отражают реальные объекты, которые находятся за линией горизонта, то при фата-моргане можно буквально «заглянуть за горизонт». 34