Fenômeno óptico (português brasileiro) ou fenómeno óptico (português europeu) é qualquer evento observável que resulte da interação entre a luz e a matéria. Uma miragem é um exemplo de fenômeno óptico. Geralmente ocorrem devido à interação da luz do Sol ou da Lua com a atmosfera, nuvens, água, poeira e outras partículas. Um exemplo comum é o arco-íris, que ocorre quando a luz do Sol é refletida e refratada por gotículas de água. Alguns fenômenos, como o raio verde, são tão raros que às vezes são considerados míticos. Outros, como Fata Morganas, são comuns em locais favorecidos.
Os fenômenos ópticos incluem aqueles decorrentes das propriedades ópticas da atmosfera; o resto da natureza (outros fenômenos); de objetos, sejam naturais ou artificiais (efeitos ópticos); e de nossos olhos (fenômenos entópticos). Também listados aqui estão fenômenos inexplicáveis que poderiam ter uma explicação ótica e "ilusões óticas" para as quais explicações óticas foram excluídas.
Existem muitos fenômenos que resultam tanto da partícula quanto da natureza ondulatória da luz. Alguns são bastante sutis e observáveis apenas por medições precisas usando instrumentos científicos. Uma observação famosa é a curvatura da luz de uma estrela pelo Sol observada durante um eclipse solar. Isso demonstra que o espaço é curvo, como prevê a teoria da relatividade.
Fenômenos ópticos atmosféricos
Um arco circum-zenital sobre Grand Forks, Dakota do Norte
O Cinturão de Vênus sobre Paranal Observatório no topo Cerro Paranal, no deserto de Atacama, norte do Chile
A banda de Alexander, a região escura entre os dois arcos de um arco-íris duplo.
Luz auroral (luzes do norte e do sul, aurora boreal e aurora australis)
Heiligenschein ou efeito halo, parcialmente causado pelo efeito de oposição
Mirages (incluindo Fata Morgana)
Um flash verde aparece acima do disco solar por um segundo ou mais. Uma dessas ocorrências foi tirada de Cerro Paranal.
Asterismo, gemas estelares, como safira estelar ou rubi estelar.
Aura, um fenômeno no qual o gás ou poeira ao redor de um objeto luminesce ou reflete a luz do objeto.
Aventurescence, também chamado de efeito Schiller, joias com lantejoulas, como quartzo de aventurina e pedra-do-sol.
Contas de Baily, grãos de luz do sol visíveis em eclipses solares totais.
Chatoyancy, joias de olho de gato, como olho de gato crisoberil ou olho de gato água-marinha.
Difração, a curvatura aparente e propagação de ondas de luz quando encontram uma obstrução.
Refração dupla ou birrefringência de calcita e outros minerais.