Spiegelung tritt an der Grenzfläche zwischen zwei Luftschichten auf. Solche Grenzflächen entstehen, wenn die Dichte von Luftschichten infolge stark schwankender Temperaturen unterschiedlich ist. Zum Beispiel eine heiße Asphaltfläche, die aus der Entfernung wie eine Wasserfläche aussieht, weil sich der blaue Himmel darin spiegelt. Eine andere Form der Luftspiegelung ist die Fata Morgana. Hier müssen vertikale wie horizontale Dichteunterschiede vorhanden sein. Bei zunehmender Dichte mit der Höhe werden die Lichtstrahlen nach oben gekrümmt und Gegenstände erscheinen unter ihrer wirklichen Position.