Ảo ảnh Mặt Trăng từng khiến các nhà triết học vĩ đại của Hy Lạp cổ đại và những bộ óc xuất sắc trong Cách mạng Khoa học phải bối rối – và hiện tượng này vẫn là một thách thức cho đến ngày nay.
Khi ngước nhìn lên bầu trời, con người sẽ thấy Mặt Trăng có vẻ lớn hơn khi mọc hoặc lặn. Đây chính là ảo ảnh Mặt Trăng, một sự nhận thức sai lệch về quang học khiến Mặt Trăng trông to hơn khi ở gần đường chân trời so với lúc ở cao trên trời.
Triết gia Hy Lạp Aristotle thường được cho là đã suy nghĩ về hiện tượng này từ thế kỷ thứ 4 trước Công nguyên. Ông cho rằng hiện tượng này xảy ra do sự phóng đại của bầu khí quyển Trái đất. Ông đưa ra giả thuyết rằng: "Khi nhìn Mặt Trăng ở đường chân trời, ánh sáng phải đi qua nhiều lớp khí quyển dày hơn, làm nó giãn ra như một chiếc kính lúp."
Ngày nay, chúng ta đã biết rằng ảo ảnh Mặt Trăng là một trò lừa của hệ thống thị giác con người, không phải do các yếu tố vũ trụ gây ra.

Ảo ảnh Mặt Trăng cũng xảy ra khi quan sát Mặt Trăng trong không gian.
Mặc dù Mặt Trăng có thể trông có kích thước khác nhau khi quan sát bằng mắt thường, nhưng nếu bạn dùng thước kẻ để đo, bạn sẽ nhận thấy rằng nó luôn giữ nguyên kích thước bất kể vị trí và thời điểm của nó.
Giống như nhiều ảo ảnh quang học khác, hiện tượng này có thể xuất phát từ bối cảnh và góc nhìn. Hầu hết các lý thuyết hiện đại đều cho rằng ảo ảnh Mặt Trăng liên quan đến việc não bộ của chúng ta không thể nhận biết chính xác kích thước và khoảng cách của các vật thể bất thường như Mặt Trăng, mặc dù cách thức và lý do điều này xảy ra vẫn chưa rõ ràng.
Một giả thuyết khác cho rằng các vật thể trên đường chân trời như cây cối, núi và tòa nhà cùng tạo ra ấn tượng rằng Mặt Trăng ở gần hơn, do đó khiến chúng ta cảm nhận Mặt Trăng lớn hơn.
Khi Mặt Trăng ở cao trên bầu trời, không có bất kỳ điểm tham chiếu nào gần đó làm chúng ta cảm thấy Mặt Trăng ở xa hơn và nhỏ hơn.
Chúng ta cũng thấy hiệu ứng tương tự trong ảo ảnh Ponzo nổi tiếng, nơi hai đường thẳng giống hệt nhau có vẻ dài khác nhau do bối cảnh của các đường hội tụ.

Cả hai đường đều có kích thước giống nhau, mặc dù cảm giác méo mó do góc nhìn khiến chúng trông khác nhau.
Bối cảnh rộng lớn hơn của hình ảnh khiến não bộ cảm nhận đường phía trên xa hơn và lớn hơn, mặc dù thực tế cả hai đường đều có cùng kích thước. Chúng ta có thể hình dung minh họa và lật ngược nó lại; dường như điều tương tự cũng diễn ra với hiện tượng ảo ảnh Mặt Trăng.
Khi Mặt Trăng được đặt bên cạnh các vật thể quen thuộc trên đường chân trời, chúng ta có thể đánh giá được kích thước lớn của nó. Nhưng khi Mặt Trăng ở trên cao, không có vật thể quen thuộc nào để so sánh, làm cho nó trông kém đồ sộ và nhỏ hơn.
Tuy nhiên, như NASA đã giải thích, đây không phải là những lời giải thích hoàn hảo. Họ chỉ ra rằng các phi hành gia trong không gian cũng trải qua ảo ảnh Mặt Trăng, nhưng họ không gặp vấn đề tương tự với các vật thể tiền cảnh trên đường chân trời, điều này không làm lệch cảm nhận về khoảng cách và kích thước của họ.
Cuối cùng, NASA vẫn phải chấp nhận rằng họ không có lời giải thích thỏa đáng cho hiện tượng này và đưa ra nhận định: "Khi không có lời giải thích đầy đủ về lý do tại sao chúng ta thấy ảo ảnh Mặt Trăng, chúng ta có thể đồng ý rằng - dù thật hay giả - một Mặt Trăng khổng lồ luôn là một cảnh tượng tuyệt đẹp."
Vì vậy, cho đến khi ai đó giải mã được cách bộ não chúng ta hoạt động, có lẽ tốt nhất là chỉ nên tận hưởng hiện tượng ảo ảnh Mặt Trăng cùng những viễn cảnh u ám, ngột ngạt và đôi khi hoàn toàn ám ảnh mà nó tạo ra."
