Gelombang cahaya tidak selalu bergerak lurus. Apabila melewati medium yang indeks biasnya berbeda, gelombang cahaya akan membelok. Peristiwa ini dinamakan refraksi atau pembiasan, dan fenomena tersebut dijelaskan menurut Hukum Snell.
Atmosfer Bumi memiliki kerapatan dan temperatur yang tergantung dari ketinggian, sehingga indeks bias akan berbeda untuk ketinggian yang berbeda. Oleh karena itu gelombang cahaya yang melewati atmosfer Bumi juga mengalami refraksi.
Refraksi atmosfer adalah fenomena alam yang nyata. Masalahnya fenomena refraksi ini disalahgunakan oleh penganut Bumi datar untuk menjelaskan peristiwa terbenamnya Matahari.