Лунная иллюзия - это оптическая иллюзия, когда Луна, наблюдаемая рядом с горизонтом, кажется больше, чем Луна, наблюдаемая высоко в небе. Такая же, оптическая иллюзия происходит и при наблюдении за Солнцем.

Типичным ошибочным объяснением этого эффекта является предположение, что атмосфера Земли играет роль своеобразной линзы, которая увеличивает видимый диаметр Луны.

Доказательством, что наблюдаемый эффект является только оптической иллюзией, могут служить фотографии сделанные при одних и тех же установках фотоаппарата, на таких фотографиях размер Луны будет одинаковым в не зависимости от того где находится Луна: высоко в небе или вблизи горизонта.

Существуют несколько различных теорий объясняющих этот эффект.

По одной из таких теорий, которая правда в данное время считается устаревшей. зрительный отдел мозга человека видит небо ни как полусферу, чем оно на самом деле является, а как плоскость. Когда мы наблюдаем облака, птиц или самолеты в небе, они кажутся наблюдателю меньше, когда они находятся вблизи горизонта, чем когда они находятся у нас над головой, поскольку видимый размер объектов уменьшается с увеличением расстояния. Луна, в отличии от земных объектов, когда находится вблизи горизонта имеет примерно такой же видимый угловой диаметр, как и когда она находится в зените, но человеческий мозг пытаясь компенсировать перспективные искажения видит диск Луны больше, чем он на самом деле. Такой эффект называется эффектом Эммерта: когда два объекта имеют одинаковый видимый размер, но один объект, находящийся дальше от наблюдателя, кажется больше.

По теории «относительного размера», которая в данное время принята большинством ученых, визуальный размер объекта наблюдения зависит в первую очередь от размера других объектов, которые мы наблюдаем одновременно. Таким образом, когда мы наблюдаем Луну близко к горизонту, в поле нашего зрения попадают и другие объекты, на фоне которых, Луна и кажется больше, чем она есть на самом деле.