Obstajata dve vrsti fatamorganov: inferior in superior. Mirage nastanejo zaradi loma svetlobe, kar je upogibanje svetlobnih valov. Refrakcija se pojavi, ko svetloba prehaja skozi eno vrsto materiala v drugo. Lahko na primer prehaja skozi zrak in gre v vodo. Svetloba se lahko lomi tudi, ko prehaja skozi območje toplega zraka v območje hladnejšega zraka, ker ima hladen zrak večjo gostoto kot topel zrak.
V nižji fatamorgani, ki je najpogostejši tip, se zdi, da je predmet prisoten, kot da bi bil hkrati dejanski predmet in njegov odsev v bazenu vode. Ko so tla zelo vroča, toplota seva iz tal in segreje zrak neposredno nad njo. Ko svetloba prehaja skozi hladnejši zrak zgoraj v toplejši zrak spodaj, se upogne in ustvari privid. Privid je videti kot predmet, ki se odseva v vodi, ker bi del svetlobe običajno šel na tla, vendar je upognjen in gre namesto tega do vaših oči, kar ustvarja dvojno sliko. Slabše fatamorgane so v vročih dneh pogosto videti na tlakovanih cestah in so pogosto videti kot luže vode na površini ceste. To je fatamorgana v puščavi – scenarij, ki je najpogosteje povezan z fatamorganami.
Nad obzorjem se pojavi vrhunska fatamorgana, ker je masa hladnega zraka pod maso toplega zraka. Običajno se pojavi nad ledom ali zelo mrzlo vodo. V tej vrsti privida se zdi, da je predmet veliko višji, kot je logično. Primeri te vrste, ki jih mornarji običajno vidijo, so slike plavajočih otokov in množic kopnega, kjer jih ni. Vrhunske fatamorgane so najpogosteje vidne v polarnih regijah zaradi velikih količin ledu in zelo mrzle vode.
Vrhunske fatamorgane so vidne na dolge razdalje, ker je Zemlja okrogla. Če bi bila Zemlja ravna, bi svetloba, ki bi bila upognjena navzdol, dosegla tla zelo blizu mesta, kjer je bila ukrivljena svetloba, privid pa bi bil viden le na zelo blizu. Zanimiv primer tega se je zgodil leta 1596, ko se je ladja, ki je iskala severozahodni prehod, ujela v led daleč na severu Atlantskega oceana in je morala posadka tam ostati vso zimo. Ker se je sončna svetloba lomila v krivulji, ki sledi ukrivljenosti Zemlje, je posadka videla sončno svetlobo dva tedna pred dejanskim koncem zelo dolge srednje zimske noči.