Atmosferische refractie of straalbreking is er de oorzaak van dat hemellichamen, vooral in de buurt van de horizon, hoger lijken te staan dan zij zich in werkelijkheid bevinden. Doordat de dichtheid van de dampkring met de hoogte afneemt, werkt de atmosfeer als een prisma en buigt de lichtstralen iets af.
Omwille van de atmosferische refractie komen de lichamen iets vroeger op en gaan ze iets later onder dan het geval zou zijn als er geen dampkring was. Hiermee moet dus rekening worden gehouden bij het berekenen van de tijdstippen van opkomst en ondergang van hemellichamen. Aan de horizon bedraagt de refractie ongeveer 34′, dus iets meer dan een halve graad. Evenwel hangt de refractie af van de luchttemperatuur en van de luchtdruk. Daarom is het effect van de refractie aan de horizon van dag tot dag iets veranderlijk, en kunnen de tijdstippen van bijvoorbeeld (schijnbare) zonsopkomst en -ondergang onmogelijk tot op de seconde nauwkeurig voorspeld worden.