Мираж «Фата-Моргана» сложно предсказать и изучать, потому что он не появляется по заказу и всегда оригинален и непредсказуем. 12

Возникновение фата-морганы возможно лишь тогда, когда нижние слои атмосферы образуются из чередующихся слоёв воздуха с разной плотностью и способных создавать зеркальные отражения. 2 Солнечные лучи, проходя сквозь них, преломляются, затем многократно отражаются и создают искажённые изображения, которые накладываются друг на друга. 2 В результате такой цепной реакции на горизонте появляются причудливые картины замков, кораблей и неизвестных городов. 2

Кроме того, результатом многослойности миража зачастую становятся удивительные оптические эффекты: например, умножение образов, когда вместо одного объекта человек видит несколько повторяющихся, причём они могут быть перевёрнуты, увеличены или уменьшены. 3