سَراب خیال و تصویر آب یا آبادی یا واحه‌ای است که در بیابان به چشم شخص می‌آید. اغلب در جاده‌های آسفالته مستقیم یا در بیابان‌ها، منظره آب یا برکه‌ای دیده می‌شود. که وقتی به سوی آن حرکت می کنیم، آن هم با همان سرعت و در همان جهت پیش می رود، یا وقتی نزدیکش می شویم، از نظر محو می گردد. این منظره سراب است. سراب یک فریب طبیعت است. که در شرایط معین جوی چشم ما را دچار خطای دید می‌کند
چرا سراب پدید می آید؟
علت پیدایش سراب این است که در روزهای گرم، پرتوهای خورشید که به سطح زمین می رسند، آن را گرم می کنند. لایه‌های هوایی که نزدیک سطح زمین قرار دارند، نسبت به لایه‌های بالایی، گرمتر و در نتیجه رقیقتر می شوند. حال پرتوهای خورشید برای رسیدن به سطح زمین باید از محیط غلیظ وارد محیط رقیق شوند، لذا پرتوهای شکست مربوط به آنها از خط عمود دورتر می شوند. زمانی که پرتوهای تابشی خورشید به زاویه حد می رسند. دیگر وارد لایه رقیق نخواهند شد. در نتیجه بازتابش داخلی کلی رخ داده و این پرتوها به سمت بالا برمی گردند. پرتوهای بازتابی ضمن برخورد با ذرات هوا، رنگ آبی را بیش از سایر رنگها پراکنده کرده و موجب می شوند، که ناظر رنگ آبی را روی سطح زمین ببیند. و تصور کند که آنجا برکه ای وجود دارد. به بیان ساده تر لایه هوا مانند آینه عمل کرده و آسمان را در خود منعکس می‌کند و آن را به شکل برکه آبی در برابردیدگان ما هویدا می سازد. در این هنگام است که با یک سراب روبرو می شویم. در زمین هایی که بطرف بالا شیب دارند، پرتوهای بازتابی بیشتری به ما می رسد و احتمال رویت سراب افزایش می یابد. هنگامی که خورشید با حرارت بتابد به دلیل گرما میزان غلظت هوا در لایه‌های نزدیک به زمین تغییر می‌کند. در نتیجه شکست نور ایجاد می‌شود که این شکست طبقه‌ای است و در پایان به زاویه حد شکست (i c) می‌رسد و دوباره بر می‌گردد، در نتیجه تصویر مجازی آسمان بر اثر این جابجایی بر روی زمین تشکیل می‌شود که به علت تشابه رنگ آسمان و آب تصور می‌شود که آن پایین انعکاس آب است.
سراب در دریا
سراب در دریا نیزبصورت معکوس دیده می شود. البته این در جایی است که هوای مجاور آب، سرد بوده و در بالای آن نیز هوای گرمی قرار گرفته باشد، آنگاه کشتیهایی که از دور می آیند و در پشت افق پنهانند، بوسیله این هوای گرم طوری منعکس می شوند. که ما آنها را در آسمان شناور می بینیم. یکی از سرابهای معروف در جزیره سیسیل در تنگه مسینا رخ می دهد. در شرایط جوی مذ کور شهر مسینا در آسمان منعکس می‌شود و افرادی که در آبهای تنگه مجاور کشتیرانی می کنند، این شهر را درهوا شناور می بینند. ایتالیاییها نام این سراب را فاتامورگانا گذاشته اند، زیرا گمان می کنند که جنی به نام مورگان آن را پدید آورده است
سراب کیهانی
با وجود پیشرفت‌های زیادی در زمینه کیهان‌شناسی، معمایی که هنوز هم حل نشده، مقدار چگالی ماده موجود در جهان است. چون قسمت نامشخصی از ماده بصورت نامرئی است، امکان دستیابی به مقدار آن برای اخترشناسان تقریباً غیر ممکن است. ولی اخیراً آنها پدیده تازه‌ای کشف کرده‌اند که نوید روشن کردن بسیاری پرسشها را پیرامون مقدار تام ماده مرئی و نامرئی در کائنات و پراکندگی آن را در فضا به ما می‌دهد. این کشف عبارتست از پدیده سرابهای جاذبه‌ای.
سرابهای گرانشی
"سرابهای جاذبه‌ای" زمانی حاصل می‌شوند که دو ستاره یا بیشتر که در فاصله‌های متفاوتی از زمین واقع شده‌اند، بصورت کامل با کره زمین روی یک خط قرار گیرند و بنظر برسد که در آسمان باهم برخورد کرده‌اند. روشنایی دورترین ستاره برای رسیدن به ما باید از میدان گرانشی نزدیکترین ستاره بگذرد و در این عبور منحرف می‌شود. این انحراف روشنایی یک تغییر شکل و حتی نوعی تکثیر تصویر از ستاره پدید می‌آورد
پیش بینی سراب جاذبه‌ای
آلبرت انیشتین در سال ۱۹۳۶ با استفاده از نسبیت عمومی نشان داد که اگر از دید ناظر رصد کننده، دو ستاره با کره زمین روی یک خط قرار گیرند، دورترین ستاره علاوه بر تصویر عادی خود که یک نقطه است، تصویر دیگری به شکل یک حلقه نورانی در اطراف آن نقطه روشن، پیدا خواهد کرد. این حلقه نورانی، نوعی سراب کیهانی و نوعی توهم بصری است زیرا در عالم حقیقت وجود ندارد. آلبرت انیشتین همخط شدن دو ستاره با زمین را امری بسیار غیر محتمل می‌دانست و این پدیده را فقط بصورت تئوری ارایه داده بود.
