La rifrazione è l'effetto originato dalla deviazione dei raggi luminosi, provenienti dal vuoto, nell'attraversare gli strati di differente densità dell'atmosfera.
L'angolo di rifrazione, definito come la differenza fra la direzione apparente e quella vera, rappresenta un termine di correzione del valore osservato e viene calcolato tramite apposite formule, basate sui modelli dell'atmosfera, e tenendo conto dei parametri meteorologici locali (temperatura, pressione) durante l'osservazione.
L'entità di questa correzione è abbastanza piccola nella zona intorno allo zenit, ma già a 45° è circa un primo d'arco, mentre vicino all'orizzonte diventa estremamente incerta e il suo ordine di grandezza può superare anche mezzo grado.

In conseguenza della rifrazione, l'altezza angolare apparente sull'orizzonte di un oggetto celeste è sempre maggiore di quella reale e tanto più grande quanto più ci si allontana dallo zenit.

Nella zona dell'orizzonte non solo l'accuratezza delle misure è da considerare poco affidabile ma, talvolta, anche la realtà stessa dei fenomeni osservati: è a causa della rifrazione, ad esempio, che osserviamo il Sole sorgere (o tramontare) quando in realtà è ancora (o già) sotto l'orizzonte o che il disco solare all'orizzonte ci appare un po' schiacciato.