Мерцание звезд объясняется тем, что в воздухе постоянно существуют небольшие потоки и завихрения с разными плотностями и температурами (хотя эти различия невелики). Преломляющая способность такой воздушной среды различна в разных местах и изменяется со временем. Поэтому действие на свет можно уподобить суммарному действию большого числа очень слабых и подвижных линз, попавших на луч зрения. Быстрые, сильные мерцания вызываются сравнительно мелкими неоднородностями.
Причина мерцания звезд - неоднородность воздуха и его движение. На практике, мерцание звезд увеличивается к горизонту. Это доказывает что на данное явление влияет атмосфера. Так как ближе к горизонту увеличивается наблюдаемый слой воздуха.
Атмосферные неоднородности представляют собой слабые линзы, в результате действия которых искажается плоский волновой фронт света, т.е. в небольших пределах изменяется СХОДИМОСТЬ пучка. Следовательно, количество света, попадающее в глаз, непрерывно меняется, что и вызывает мерцание.