Fata morgana er en luftspeiling som kan oppstå som et resultat av en temperaturinversjon. Objekter på horisonten, som for eksempel øyer, skip eller isfjell, fremstår som strukket og opphøyet. Navnet kommer fra den italienske oversettelsen av Morgan le Fay, Kong Arthurs halvsøster, som kunne forandre form.
I rolig vær kan et område med varm luft over kald luft nær overflaten fungere som en refrakterende linse som skaper et opp-nedbilde som det fjerne bildet ser ut til å sveve over. Fata morgana er mest vanlig om morgenen etter en kald natt som har forårsaket varmestråling fra jorden.
Fata morgana er mest vanlig i høye daler og i polare strøk, men har også vært observert i blant annet Messinastredet mellom Calabria og Sicilia.
