חזיון-תעתועים (מיראז') נגרם על ידי פוטונים (חלקיקי אור) העוברים בזמן הקצר ביותר באוויר שצפיפותו והטמפרטורה שלו משתנים.
התנאים האידאליים להיווצרות חזיון-תעתועים הם יום חם, כשהאוויר עומד ללא ניע מעל שטח מישורי הנצלה בשמש. האוויר הקרוב ביותר לפני השטח הוא החם ביותר, ועל כן צפיפות האוויר עולה בהדרגה עם הגובה. פוטונים מתקרבים נעים במסלול מעוקם מן השמים אל עינו של הצופה. ההסבר המקובל בשיעורי פיזיקה למתחילים, הוא שלאוויר הקריר יש מקדם שבירה גבוה יותר מאשר לאוויר החם, ועל כן הפוטונים נעים מהר יותר דרך אוויר חם ופחות צפוף משהם נעים דרך אוויר קר. ההסבר הקוואנטו-אלקטרודינמי גורס שכשפוטונים נעים ממקום למקום הם עוברים תמיד בנתיב שזמן המעבר בו הוא הקצר ביותר. כדי להגיע ממקום למקום במינימום זמן, הפוטונים עוברים בנתיב שעשוי להיות מעוקם וארוך יותר מאשר קו ישר.
מדוע רואה המוח שלנו מים בחזיון התעתועים? תעתוע התפיסה הזה נוצר מכיוון שניסיון העבר לימד אותנו, שכשאנחנו מסתכלים על משטח המצוי הרחק לפנינו ורואים את השתקפות השמים, זוהי בדרך כלל השתקפות מפני השטח של מים. לכן כשהתנאים כשרים לחזיון תעתועים, המוח מניח שחייבים להיות שם גם מים.
