为什么满月升起时看起来如此之大而在午夜却如此之小？

月球错觉是对出现在低空的月球感觉比在高空时要大的一种光学错觉，这种光学错觉也会出现在太阳和星座上。这种现象在古代就已经知道，并且在许多不同的文化中都有纪录。如《列子·汤问》中所载的寓言故事“两小儿辩日”。

月亮错觉最早被提出来的解释是：接近地表的月亮，周围有很多的建筑物可以作为对比，让我们具体觉得月亮很大，相反的，高挂天空的月亮，周围没有什么具体让我们觉得很大的东西当对比(就算有云，云的大小对人们而言是不具体的)，因此我们无法具体感受到月亮的大小。这是月亮错觉的一种解释。

一般都相信，至少在公元前4世纪的亚里斯多德就认为，在地平线附近的月球看起来比较大是地球大气层的放大作用造成的。但这并不是事实：虽然大气层可以造成月球颜色的改变，但并不能放大或扩张它。事实上，当月球在地平线附近时实际上会比在高空中看到的小1.5%，这是因为它的距离远了一个地球的半径，加上大气层的折射使得影像在垂直方向上缩小了一些（注意对不同的满月，由于地月距离的变化，月球的角直径会从在近地点33.5角分到远地点的29.43角分之间变化著 － 可以造成10%的不同。）