Фата-моргана — это сложное оптическое явление, разновидность верхнего миража, при котором удалённые реальные объекты могут наблюдаться в виде нескольких искажённых изображений — прямых и перевёрнутых.

Явление возникает при сильной температурной инверсии в атмосфере, когда слой тёплого воздуха располагается над слоем более холодного. В таких условиях световые лучи многократно преломляются и искривляются, из-за чего изображения кораблей, островов или участков береговой линии могут казаться вытянутыми, «парящими» или расслоёнными.

Для формирования фата-морганы необходимо, чтобы кривизна траектории световых лучей в атмосфере была сопоставима или превышала кривизну земной поверхности. Мираж может наблюдаться как с поверхности Земли, так и с возвышенностей или с борта самолёта.

Название связано с Феей Морганой из артуровских легенд и закрепилось из-за частых наблюдений таких миражей в районе Мессинского пролива.

Фата-моргана нередко используется для объяснения исторических феноменов, таких как «Летучий Голландец», фантомные острова (в том числе Земля Санникова), а также отдельных ошибочных наблюдений необычных объектов, ранее интерпретировавшихся как сверхъестественные.