Ay yanılsaması, yüzlerce yıldır gök bilimciler tarafından tartışılan bir konu. Ay yanılsamasını kısaca tanımlamak gerekirse Ay, ufuk çizgisine yakın olduğunda ya da gökte daha yüksekteyken, yeryüzünden bakan bizler için daha büyük görünür. Güneş ve bütün yıldızlar için de benzer bir durum söz konusudur.
Görsel illüzyon
Bu düşünceye göre Ay, ufka yakın olduğunda ışığı daha fazla Dünya'ya yansır ve yeryüzünden bakan biri için boyutları büyümüş olur. Tüm bu düşünceler, havanın ışık ve ışınları bükerek Ay'ın rengini ve şeklini bozduğu yaklaşımından yola çıkarak oluşturulmuştur.
Ancak Ay Dünya'ya en yakın olduğunda, Dünya'dan en uzak olduğu zamana göre yalnızca %12 ila %15 daha yakındır. Ayrıca insan gözünün sadece gökyüzünde Ay'a bakarak %15'lik bir boyut farkını anlayabilmesi çok zordur.