Serap görmek deyince, herkesin aklına filmlerde sıcaktan bunalmış olan ve özellikle çölde olan kişinin, uzakta gördüğü su birikintisi, belki ağaç, hatta ağaçlarla kaplı kocaman bir alanın içinde olan göl gibi görüntüler gördüğü durum gelir. Bu "vaha" olarak adlandırılır. Gerçekte, serap görmek bu denli yoğun olmamaktadır. Fakat , bir su birikintisi görüyormuş gibi olması normaldir.

Serap aslında, insan gözünün algıladığı ışınlarla bir kandırmacasıdır. Bu nedenledir ki, sıcakta gördüğümüzü zannettiğimiz o su birikintisi yaklaştıkça kaybolur. Ancak, buradaki önemli bir nokta üzerinde durulması gerekir. Göz yanılması dendiğinde, serap görmenin bir hayal ürünü olduğu ve olmayan bir durumu varmış gibi gördüğümüz düşünülmemelidir. Bu olayda bizi yanıltan zihnimiz değil, atmosferdir.  Serap, bir maddenin özellikle çölde ve denizlerde, hava çok sıcakken yanlış yerde veya farklı görünmesidir ve bunun sebebi belirtildiği üzere atmosferik sebeplerdir. Bilindiği üzere, ısınan hava yoğunluğunun az olmasından dolayı yükselir ve genleşir, soğuk hava büzüşür, yoğunluğu azalır ve aşağı doğru çöker. Dolayısıyla, sıcak havanın yoğunluğu soğuk havadan düşüktür. Bu iki hava katmanının birleşim yeri bir lens vazifesi görmektedir. lşık, yoğunluğu daha az olan sıcak havada, soğuk havaya oranla daha hızlı hareket etmektedir. Dolayısıyla, sıcak tabakaya düşük bir açıyla yaklaşan ışık ışınları, yukarıdaki daha soğuk havaya doğru kırılacaktır. Bu kırılmanın sonucu ortaya çıkan donuk ışıldamanın görüntüsü ise, su yüzeyinin yansıması gibi algılanmaktadır.

Sıcak ve güneşli bir günde, asfalt yollar önemli miktarda güneş enerjisi absorblar yani soğurur ve aşırı derecede ısınır. Asfalt, yol yüzeyi ile temas halindeki havayı kondüksiyonla (yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa doğru ısı iletimi) ısıtır. Ancak hava zayıf bir termal iletken olduğundan, bu yolla ısı iletimi yüzeye yakın bir tabaka ile sınırlı kalır. Dolayısı ile daha serin hava yerden biraz daha yukarıda kalmaktadır, yani, yol yüzeyine yakın, ince bir sıcak hava tabakası (atmosfere göre) oluşmaktadır. Zaten, serabın ortaya çıkması için bu hava tabakasının birkaç milimetre kalınlığında olması gerekir. Sıcak günlerde bu atmosferik olaya maruz kalan yollar ıslakmış gibi görünmektedir. Özellikle çok sıcak günlerde bu yanılsamanın daha yoğun olduğu dikkatlerden kaçmamaktadır. Yolun bu şekilde görünmesinin nedeni de, farklı yoğunluktaki hava katmanlarını geçerek gelen ışığın yukarı doğru kırılarak gözlerimize ulaşmasıdır.

Serap görüntüsüne yaklaştıkça daralma başlar ve yakınına gelindiğinde kaybolur. Bu, görme açısının giderek büyümesinden, sıcak havada yukarı doğru kırılan ışığın kırılma açısının bir yansıma görmeye elvermeyecek kadar küçülmesinden kaynaklanır.

Yer yakınındaki havanın, yukarı seviyedeki havadan daha sıcak olması durumunda, cisimler bulundukları konumdan daha aşağıda ve (sıklıkla) ters dönmüş olarak görünürler. Bu tür seraplar, alçak seraplar olarak adlandırılır. Yüzey üzerindeki sıcak ve az yoğun havaya giren ışık ışınları, yukarı doğru kırılır ve gözümüze aşağı seviyelerden (yer seviyesinden) gelerek ulaşırlar. Beynimizin, gözümüze ulaşan bu ışık ışınlarını yer yüzeyinin altından geliyormuş gibi, algılaması sonucu ağaç ters dönmüş olarak görünür. Ağacın tepesinden gelen ışınların bir kısmı yaklaşık olarak aynı yoğunluktaki hava içinden geçerek gelir ve bu nedenle çok az kırılmaya uğrar. Bu ışınlar göze doğrudan ulaştığı için, ağaç düz olarak görünür. Dolayısı ile belli bir mesafenin dışında, hem ağacın kendisinin hem de ters dönmüş halinin birlikte görünmesi de mümkündür. Bu son durumda ağacın ve gözlemcinin boylarının karşılaştırılabilir olması önemlidir.

Serap olayları yalnızca çok sıcak bölgelerde değil, çok soğuk bölgelerde de meydana gelmektedir. Kutup bölgelerinde, karla örtülü alanların üzerindeki hava, daha yukarılardaki havaya göre çok soğuktur. Soğuk hava çok daha yoğundur, dolayısıyla uzaktaki nesnelerden gelen ışık normale yaklaşarak kırılır. Bunun sonucunda uzaktaki nesne gerçek konumundan daha yukarıda görünür. Bu tip seraplar yüksek seraplar olarak adlandırılır.

Bu göz yanılsamasının fotoğrafı çekilebilmektedir. Bu konuda rastlanan çok çeşitli fotoğrafların olması, çok farklı şekillerde görülebilen serapları nesnel olarak da bizlere sunmaktadır.