Esta ilusión óptica es consecuencia del fenómeno de la refracción de la luz cuando atraviesa una superficie esférica que separa dos medios transparentes de diferente índice de refracción. Se conoce con el nombre científico de aumento de la imagen en el dióptrico esférico. Los rayos solares atraviesan la atmósfera terrestre, y la zona de contacto entre los dos medios actúa como un dióptrico esférico, aumentando su imagen. Además, cuando el astro está salienso o poniéndose, se sitúa muy cerca del horizonte, donde la densidad atmosférica es muy variable. En esta situación, la luz emitida por el borde superior del Sol atraviesa la atmósfera con ángulo distinto que la luz del borde inferior. esto forma dos ángulos de difracción divergentes, que nos hacen creer que el astro está deformado.
