科学上对上述假象或错觉的解释很多
以夏天为例。早上六点钟鲜红的太阳从地平线上跳了出来，直到六点三十分以后仍然是红红的。没有光线照射出来，这是什么原因呢?这是大气圈的折射作用在作怪。我们看到的实际上是低于地平线三十多度的太阳的虚影。因此看不到太阳的光线。又因为折射是在大气圈中形成的。大气圈层对于地球来说可以看成一个半凸透镜，当早上太阳的身影从茫茫天宇中进入大气圈层中发生折射时，这时大气圈的凸度最大，其放大的作用更明显。因此看起来比中午的太阳大了许多。当太阳逐渐升高，大气圈的凸度就逐渐变小，看到的太阳也就逐渐变小，直到正常。特别是雨后的日出，效果更加显著。这是因为空气中的水雾增强了放大的效果。
更多清晰的照片显示，接近地平线时，太阳垂直方向大约会被压扁近20%，而水平方向宽度基本没有变化，也就是日面面积缩小了很多。
人们的视察所造成的错觉也是原因。有大小相同的两个球，一个深黑色，一个浅白色，在不同的背景下，人们觉得在黑色背景下的白球要比白色背景下的黑球显得大一点，这就是人们的视觉所造成的偏差，日出没也是同样道理，此时周围底色较暗，中午时分周围底色明亮，看起来太阳早晚要大
还有地球边界层(地球上空一千米以内)中的尘埃、微粒等的散射作用。当日出没时，光中切割地球边界层的范围是相当大的，这里面的微粒、杂质、灰尘很多，它们的散射放大作用不可忽视。而日照中天时，切割的地球大气边界层面积就小得多，微粒的散射就可忽略不计了
还有一种解释也很简单。我们都有这样的经验，同样一个物体，放在一些小物体的中间会显得大些，放在一些大物体的中间会显得小些。
