Miraż, w optyce, zwodniczy wygląd odległego przedmiotu lub przedmiotów spowodowany ugięciem promieni świetlnych (załamaniem) w warstwach powietrza o różnej gęstości.
W pewnych warunkach, takich jak nad odcinkiem chodnika lub pustynnym powietrzem ogrzewanym przez intensywne słońce, powietrze gwałtownie ochładza się wraz z wysokością i dlatego zwiększa się jego gęstość i siła załamania. Światło słoneczne odbite w dół od górnej części obiektu – na przykład wierzchołka wielbłąda na pustyni – zostanie skierowane przez chłodne powietrze w normalny sposób. Chociaż światło nie byłoby normalnie widoczne z powodu kąta, zakrzywia się w górę po wejściu w gorące powietrze przy ziemi, przez co jest załamywane dla oka obserwatora tak, jakby pochodziło spod nagrzanej powierzchni. Bezpośredni obraz wielbłąda jest widziany również dlatego, że niektóre z odbitych promieni wchodzą do oka w linii prostej bez załamania. Podwójny obraz wydaje się być tym z wielbłąda i jego odbicie do góry nogami w wodzie. Gdy obiektem mirażu jest niebo, ziemia mylona jest z jeziorem lub taflą wody.
Czasami, jak nad zbiornikiem wodnym, chłodna, gęsta warstwa powietrza leży pod warstwą ogrzaną. Zachodzi wtedy zjawisko odwrotne, w którym do oka docierają promienie świetlne, które pierwotnie były skierowane powyżej linii wzroku. W ten sposób obiekt, który normalnie jest poza zasięgiem wzroku, jak np. łódź poniżej horyzontu, zostanie pozornie uniesiony w niebo. Zjawisko to nazywane jest loomingiem.