ظاهرة السراب القطبي أو ما تسمى بالسراب (العلوي)، هي ظاهرة تحدث في أماكن معينة في المحيطات والبحار تجعلك ترى السفن والمراكب كأنها طائرة في الهواء ولا تسير على سطح الماء، وهو عكس السراب الصحراوي، ويحدث عندما يقع الهواء البارد تحت الساخن، فينحني الضوء، وله عدة أنواع اعتمادا على المسافة واختلاف الحرارة، فقد تبدو الأجسام معكوسة أو أعلى من الواقع سابحة في السماء.
وتحدث الظاهرة عندما تكون طبقات الهواء السفلى باردة وطبقات الهواء العليا دافئة، فإنه كلما ارتفعنا إلى أعلى تقل كثافة الهواء وبالتالي تقل معاملات الانكسار لطبقات الهواء المتتالية، والشعاع الصادر من مركب شراعي ينتقل من طبقة معامل انكسارها كبير إلى طبقة أخرى معامل انكسارها صغير لذا ينكسر الشعاع مبتعدا عن العمود المقام على الحد الفاصل.
ويستمر انكسار الأشعة الضوئية بين طبقات الهواء المتتالية مبتعدة عن العمود المقام حتى تصبح زاوية السقوط في إحدى الطبقات أكبر من الزاوية الحرجة لهذه الطبقة بالنسبة للطبقة التي تليها فينعكس الشعاع انعكاسا كليا داخليا متخذا مسارا منحنيا إلى أسفل، وعندما يصل الشعاع إلى العين نرى صورة المركب على امتداد الشعاع فتبدو الصورة مقلوبة وكأنها معلقة في السماء.
