夏季
海市蜃樓通常發生在夏季。
夏季氣溫高，導致不同空氣層具有不同的密度，而光在密度不同的空氣中折射率不同。地面附近的暖空氣與高空的冷空氣之間存在密度差異，使得光線在路面上發生折射現象。遠處物體的光線經過這種密度梯度的空氣層折射後，似乎向地面彎曲，進入人的眼睛，由於人眼的錯覺認爲光是沿直線傳播的，因此看到的是比實際位置高的虛像。
此外，科學家們還發現，某些地區如美國阿拉斯加和中國的山東蓬萊，海市蜃樓現象在每年的5月到6月尤爲常見。而在其他地區，如中國的長島，海市蜃樓主要發生在7月到8月之間。這些現象表明海市蜃樓的發生與地理位置、地球物理條件以及特定時間的氣象特點密切相關。