Броккенский призрак возникает, когда тень наблюдателя проецируется на облака или туман. 3 Обычно это происходит, когда солнечные лучи находятся позади наблюдателя, а впереди — густой слой влажного воздуха. 3

Для появления Брокенского призрака необходимы три условия: 3

1. Источник света. 3 Обычно это солнце, которое должно находиться низко на горизонте. 3
2. Туман или облака. 3 Они служат экраном, на который проецируется тень. 3
3. Расположение наблюдателя. 3 Он должен находиться между солнцем и облачным экраном. 3

Кажущееся увеличение размеров тени — оптическая иллюзия, объясняемая тем, что наблюдатель соизмеряет свою тень, лежащую на относительно близких облаках, с далёкими объектами поверхности, видимой сквозь просветы в облаках. 1 Кроме того, тени попадают на капли воды, находящиеся на различных расстояниях от глаз, что нарушает восприятие глубины. 1

Зачастую Броккенский призрак окружён светящимися кольцами разного цвета — глорией. 1 Они появляются прямо напротив Солнца, когда солнечный свет отражается от облаков, состоящих из капель воды одинакового размера, вследствие рефракции света. 1