大多数读者会注意到，地平线附近的月亮比天顶的月亮看上去大；落日时的，太阳比正午时的太阳看上去大。其实，月亮和太阳的大小无论在何时都是一样的。因此，这一现象是一种视错觉，心理学上称之为月亮错觉（moon illusion）。

这种视错觉可以通过显见距离假设来解释：通过一个充满物体的空间来观察一个物体时，会觉得此时观察的物体比实际上处于相同距离、但通过空旷的空间观察到的物体要远。也就是说，从充斥各种建筑物的地平线角度观察月亮，与从毫无视觉障碍的天顶观察月亮相比，我们会错误的意识到月亮在地平线时离我们更远。

但是，在两种情况下，月亮投射到视网膜上的影像大小又是相同的（因为实际大小相同）。根据显见大小和显见距离之间的线性反比关系（a=A/D 其中a为视网膜成像的大小，A指物体的实际大小，D指对象与眼睛的距离），然而从人的大小知觉具有恒常性的特性，可以用下列公式表明知觉恒常性：S=IXD（或I=S/D）。S指知觉中物体大小，D指知觉中物体的距离，I指视网膜上的视像。公式中表明视像不变时，主观感觉到的大小与距离之间的关系。这一公式又称为大小——距离不变假设。一个人在面对熟悉的物体时，其大小知觉没变，视像却缩小了，这时知觉距离为较远。如果视像大小没变，而知觉的大小变大了，知觉主体知觉距离为较近。当一个面对不熟悉的物体时，就会以视网膜像的大小和观察距离作为基础来判断物体的大小。可见，在正常知觉条件下，揭示了物体的距离及其实际大小，使人保持知觉的恒常性。因此，由于地平线的月亮看起来比较远，我们就会知觉它要更大一些。

雷曼（Reiman，1920）发表了月亮错觉的实验结果。即落日时所看到太阳的大小是正午时看到太阳大小的3.32 倍，而波林（Edwin Garrigues Boring， 1886～1968）和赫威（A.H.Holway， 1940）得出的错觉量为1.7～1.9 倍，考夫曼和拉克（Kauf-man& Rock， 1962）得出的错觉量为 1.5 倍。

相比之下，雷曼实验的错觉量要大得多。雷曼测定月亮错觉的方法是，在正对太阳的方向上呈现一定大小的圆板，挪动圆板的距离，使之看上去与太阳的大小相等，分别求出落日时和正午时圆板的观察距离，根据这两个距离之比，算出落日时和正午时的太阳外观的大小之比。即，圆板与落日时的太阳的大小相等时，圆板的观察距离为16.6 米；圆板与正午时的太阳的大小相等时，圆板的观察距离为5 米，则正午时和落日时的太阳外观大小之比为 1∶3.32。

但是，外观的大小井不是观察距离简单的一次函数，这从过去大小恒常性的许多研究结果来看是很明确的。因此，雷曼实验中所选择的指标的有效性不高。另外，如果用望远镜式的纸筒，挡去一切背景来看太阳，这时月亮错觉不存在了，相反会觉得落日时的太阳其大小看上去与当空时的太阳是一样的。