La Lune semble beaucoup plus grosse lorsqu'elle est proche de l'horizon que lorsqu'elle est haute dans le ciel.

L'illusion de la Lune est documentée depuis l'Antiquité, notamment par Aristote au IVe siècle av. J.-C. et plus tard par Ptolémée. Contrairement à une idée reçue, ce n'est pas l'atmosphère qui fait loupe, car la réfraction aplatit en réalité légèrement le disque lunaire verticalement. La science moderne privilégie l'hypothèse de la « distance apparente » liée à la perception de la voûte céleste.Selon cette théorie, notre cerveau perçoit le ciel non pas comme une sphère parfaite, mais comme une coupole aplatie. Les objets à l'horizon semblent plus éloignés que ceux au zénith. Si deux objets ont la même taille sur la rétine mais que l'un semble plus loin, le cerveau conclut automatiquement qu'il doit être physiquement plus grand. C'est le principe de l'illusion de Ponzo.Des chercheurs comme Lloyd Kaufman et James Kaufman ont publié des études dans les années 2000 confirmant que le contexte environnemental est crucial. Une expérience célèbre consiste à regarder la Lune à l'envers entre ses jambes : l'illusion disparaît car le cerveau ne parvient plus à traiter les repères de profondeur habituels. En réalité, le diamètre angulaire de la Lune reste constant à environ 0,5 degré d'arc tout au long de sa traversée nocturne.