thumb|Refrakcja atmosferyczna – pozorny i rzeczywisty bieg promienia światła w atmosferze Refrakcja atmosferyczna – zjawisko ugięcia promieni świetlnych w atmosferze ziemskiej. Jeżeli ugięciu ulega światło docierające do ziemskiego obserwatora spoza atmosfery (od innych ciał niebieskich), zjawisko nazywamy refrakcją astronomiczną. Powoduje ona pozorne przesunięcie obserwowanego położenia obiektów astronomicznych na niebie. Jeżeli ugięciu ulega światło docierające od innych obiektów na Ziemi, mówimy o refrakcji ziemskiej. Ma ona znaczenie w geodezji i nawigacji. Refrakcja ziemska jest też odpowiedzialna za powstawanie miraży.
Mechanizm zjawiska thumb|Bieg promienia światła w ośrodku o zmiennym współczynniku załamania Atmosfera ziemska jest ośrodkiem niejednorodnym. Współczynnik załamania światła w powietrzu zależy od jego gęstości (zgodnie ze wzorem Lorentza-Lorenza), a także w pewnej mierze od wilgotności. Gęstość powietrza zależy od ciśnienia i temperatury, zależących z kolei od wysokości. Współczynnik załamania światła w atmosferze zmienia się więc z wysokością od wartości 1 w przestrzeni kosmicznej, do ok.