Рефракцией света обусловлено и наблюдаемое мерцание звезд. Если посмотреть на яркую звезду, например Сириус, в телескоп, то легко заметить ее слабое дрожание. Даже простым глазом видно, что звезда, особенно когда она находится близко к горизонту, изменяет и свою яркость и свой цвет. Кажется, что звезда то вспыхивает, то угасает, то ее цвет становится более красноватым, то более зеленоватым. Объясняется мерцание звезд преломлением и частичной дисперсией лучей, идущих от звезды, в струях то теплого, то холодного воздуха, постоянно встречающихся на пути ее лучей в атмосфере.

В отличие от звезд, планеты не мерцают или слабо мерцают только вблизи горизонта. Это объясняется тем, что планеты мы видим в форме маленьких дисков, а не точек, как звезды. Отдельные точки планеты мерцают, но беспорядочные дрожания отдельных точек гасят друг друга. Общее мерцание получается слабым.

Явление, аналогичное мерцанию, в виде дрожания контуров далеких гор, краев солнечного или лунного дисков мы видим при наблюдении в подзорную трубу или бинокль.