Fatamorgana je pojava koja se pojavljuje kao posledica potpune refleksije u slojevima atmosfere. Potpuna refleksija se javlja kad svetlost prelazi iz optički gušćeg u optički ređe sredstvo.
Snop zraka svetlosti se na reflektirajućoj plohi obično odbija samo delom, a kod potpune refleksije se snop u potpunosti reflektira nazad u gušće sredstvo.
Posledica potpune refleksije u slojevima atmosfere različite gustoće poznata je kao pojava fatamorgane. Često su slojevi zraka uz zemlju - u pustinji ili iznad zagrijane ceste - veoma topli i postaju optički ređe sredstvo od ostalog zraka. Zbog toga taj sloj zraka deluje kao ogledalo u kojem vidimo obrnutu sliku predmeta.
