海市蜃樓是一種因光的折射和全反射而形成的自然現象，是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像。
海市蜃樓常在海上、沙漠中產生，海市蜃樓是光線在延直線方向密度不同的氣層中，經過折射造成的結果。其形成與天氣形勢、氣象條件、地理位置、地球物理等有密切聯繫。當海市蜃樓出現時，氣象會發生明顯變化。根據資料分析，海市蜃樓出現的前一天都會出現明顯的降水、降溫天氣，氣溫普遍比之前一天明顯偏低。
古人認爲蜃吐氣能形成城市樓閣，因此將其命名爲海市蜃樓。實際上海市蜃樓是光線折射或全反射所產生的虛幻景象，現多用來比喻虛無縹緲的事物。