Las ilusiones ópticas podrían ser definidas como efectos sobre el sentido de la vista caracterizados por la percepción visual de imágenes que son falsas o erróneas. Las imágenes son falsas si no existe realmente lo que el cerebro observa o son erróneas si el cerebro interpreta equivocadamente la información visual. En ambos casos las ilusiones ópticas más puras son las geométricas, como la ilusión de Muller-Lyer, en la que se produce una falsa percepción de las dimensiones de algunas figuras aunque hay ilusiones más complejas como la célebre «Rotsnake» de Akiyoshi Kitaoka.
Las ilusiones ópticas tienen su origen en una causa fisiológica, tales como un deslumbramiento debido a un estímulo luminoso intenso que deja saturados los receptores luminosos de la retina, o un fenómeno cognitivo, cuando la causa es la interpretación errónea por parte del cerebro de las señales que el ojo le envía, por caso una malinterpretación de la dimensión relativa de dos objetos debido a la perspectiva.
Respecto a las causa fisiológicas, hay que destacar que son imágenes que quedan impresas en la vista tras la observación de un objeto muy luminoso o el estímulo adaptativo frente a patrones alternantes muy contrastados. En definitiva es una consecuencia de un exceso de estimulo visual, ya sea brillo, movimiento, parpadeo, color, etc.
En lo que respecta a las causa cognitivas, estas son aquellas que determinan la vulnerabilidad del sistema visual como por ejemplo las figuras que al ser observadas aparentan algo diferente de lo que realmente representan tales como las líneas verticales de algunas figuras son realmente paralelas aunque parecen no serlo.
