Valovite linije koje se usred ljeta pojavljuju iznad vrućeg roštilja ili asfaltne ceste uzrokovane su fenomenom koji se zove refrakcija. Refrakcija je savijanje svjetlosnih valova, a događa se kada svjetlost prolazi između tvari s različitim indeksima loma – u ovom slučaju hladnog zraka i vrućeg zraka. Budući da je vrući zrak manje gustoće od hladnog zraka, svjetlost se ubrzava kada dosegne vruću površinu, a zatim se zakrivljuje prema gore, uzrokujući da gledatelj vidi sliku neba i da se površina na vrućini čini valovitom. Ovaj fenomen je odgovoran za pustinjske fatamorgane, budući da lom i refleksija izgledaju vrlo slično ljudskom oku, a prelomljena slika neba od vrlo vrućeg pijeska može izgledati kao odraz neba u bazenu vode.
Razlog zbog kojeg stvari na vrućini izgledaju valovito, umjesto da izgledaju kao stabilna slika neba, je što temperatura zraka nije stabilna. Vrući zrak se prirodno diže, pa kako zrak izlazi s vruće površine, on se malo diže prije nego što se brzo ohladi i potopi da bi se ponovno zagrijao. Ovo stalno miješanje vrućeg i hladnog zraka proizvodi vibracije, što se pretvara u lomljene slike koje izgledaju valovito. Cesta koja po vrućini izgleda valovita može biti opasna jer se može činiti da se po cesti izlila voda ili ulje, pa je važno voziti oprezno kada je dovoljno vruće da se pojave tzv. Pijesak u pustinji također je podložan fatamorganama, što žedni putnici zloglasno tumače kao oazu.
Kada stvari izgledaju valovito na vrućini, fenomen je poznat kao inferiorna fatamorgana, jer je slika inferiorna ili niža od stvarnog objekta, u ovom slučaju neba. Moguća je i superiorna fatamorgana, u kojoj se slika pojavljuje iznad stvarnog objekta. Da bi se pojavila ova vrsta fatamorgane, vrući zrak mora biti viši u atmosferi od hladnog zraka. Primjer superiorne fatamorgane je sunčeva svjetlost koja se ponekad vidi iznad horizonta kada je samo sunce ispod horizonta.