Ảo ảnh kỳ lạ này xuất hiện trên biển hoặc hồ lớn, các vật thể như tàu thuyền, đường bờ biển ở phía xa như đang lơ lửng trên không.

Nguyên nhân gây ra hiện tượng này do sức nóng từ Mặt Trời khiến không khí tại biển hoặc đất liền bốc hơi. Lúc này không khí lên cao gặp nhiệt độ thấp hơn tạo thành một vùng môi trường có nhiệt độ không khí khác nhau. Khi ánh sáng chạm vào khu vực đó sẽ bị khúc xạ hay bẻ cong theo các góc độ khác nhau.

Não bộ của con người luôn mặc định rằng ánh sáng sẽ di chuyển theo đường thẳng. Vì vậy khi ánh sáng bị bẻ cong, chạm vào vật rồi phản xạ lại mắt khiến chúng ta vẫn sẽ nhìn thấy vật thể hiện ra tại khu vực giao thoa nhiệt độ, dù thực tế vật thể đang ở một khu vực khác. Nói cách khác, não bộ của chúng ta bị đánh lừa bởi hiện tượng khúc xạ và cho rằng vật thể phía xa đang lơ lửng trong không khí.

Tên của hiệu ứng này bắt nguồn từ truyền thuyết về vua Arthur. Đó là một nhân vật kinh điển trong văn học châu Âu. Vua Arthur có một người chị cùng cha khác mẹ là một phù thủy có khả năng thay đổi ngoại hình. Chị kế được gọi là tên của Morgana le Fay, Morgane, Morganna, Morgaine và các tên khác. Dù tên là gì, cô cũng được biết đến như một pháp sư hay phù thủy có sức mạnh ma thuật.

Hiệu ứng này là một ảo ảnh quang học kỳ lạ được liên kết với các bờ biển của Barcelona, ​​Na Uy, New Zealand và chủ yếu là eo biển Messina, khu vực miền nam nước Ý, giữa Calabria và Sicily. Các thuộc tính kỳ diệu được quy cho hiệu ứng này vì nó có thể được biểu hiện dưới nhiều hình thức khác nhau. Hiệu ứng Fata Morgana đã được tìm thấy với những chiếc thuyền bay, thành phố nổi, vách đá, tảng băng trôi, núi hư cấu hoặc những tòa nhà gần với thế giới tưởng tượng hơn thực tế.