La poussière, la fumée et les particules de pollution diffusent le clair de lune dans l'atmosphère pour le faire apparaître orange, rouge ou jaune lorsque l'objet céleste s'élève ou se couche au-dessus de l'horizon. L'atmosphère est plus épaisse lorsque l'on regarde des objets le long de la l'horizon plutôt qu'au-dessus, ce qui rend également les objets plus rouges et plus gros. La NASA appelle cela une illusion de la lune, car la lune ne change jamais de couleur.
Lorsque la lumière du soleil se détourne de la lune et frappe la Terre, les particules dans l'atmosphère diffusent la lumière sur l'extrémité bleue du spectre arc-en-ciel. Une lumière plus rouge traverse l'atmosphère, donnant à la lune un aspect orange ou rougeâtre près de l'horizon. Comme la pleine lune est haute au-dessus de près de minuit, elle semble être blanche et plus petite. Vue de l'espace, la lune ne change pas de couleur en raison des conditions atmosphériques.
Une autre théorie expliquant pourquoi la lune semble orange est due à la convergence de la lumière à l'arrière de l'œil humain. Les arbres et les maisons devant une lune montante ou couchée donnent à l'objet une apparence plus grande. Le concept est connu comme une illusion de Ponzo dans laquelle les voies ferrées semblent arriver à un point lointain. Une autre illusion de la perception humaine est que le ciel semble plat, alors qu'en réalité, il est sphérique.
