方形太阳是变幻莫测的大气造成的。在地球的南北两极，上层空气温度较高，而靠近地面和海面的温度很低，从而使得下层空气密集，上层的空气比较稀薄。日落期间当光线通过密集不同的两个空气层时，由于光线的折射，它不再走直线，而是弯向地面一侧。太阳上部和下部的光线都被折射得十分厉害，几乎成了平行于地平线的直线，人们看到的太阳被压扁，便成了奇怪的“方形太阳”。
我们所看到的太阳总是圆的，但有人确实见到过方形的太阳。1933年9月13日日落时，学者查贝尔在美国西海岸还拍下了有棱有角的方太阳照片。当时太阳并没有被云彩遮住，为什么会变成方形的呢？原因是变幻莫测的大气。在
地球的南北两极，靠近地面和海面的空气层温度很低，而上层空气的温度高，从而使得下层空气密集，上层的空气比较稀薄。
大气层有厚度，光透过大气层产生折射，日出和日落时太阳接近地平线表面，位置比平常低，是由于角度的关系，而地平线上时常有遮挡物比如树啊房屋建筑啊什么的，在
海平面上没有，就看得清楚了。 日落期间，当光线通过密度不同的两个空气层时，由于光的折射，它不再走直线，而是弯向地面一侧。太阳上部和下部的光线都被折射得十分厉害，几乎成了平行于地平线的直线，人们看到太阳被压扁，便成了奇妙的“方太阳”。
2003年10月18日下午5点多钟，
长沙一中初三学生邓棵无意间看到一个奇特的天象：天上的太阳竟然是“方”的。邓棵家住开福区松桂园附近。当时，他做完作业到外面休息，抬头看了看夕阳，突然发现有点不对头：太阳好像有点偏方形的感觉。于是，他拿起随身携带的
数码相机，对准太阳进行了2．1倍数码放大，结果发现太阳上下部被削平一般，类似方形。他跟踪了约3分钟，找准时机拍摄下来了一个最接近方形的太阳。此时是下午5点15分。
接着，他马上回去查找有关
资料，得知这种罕见的奇观最早在1933年被
美国的查贝尔在海边拍到过，1978年日本人掘江谦也曾拍下来过，后来中国也有人看见过方形的太阳，但没拍摄下来。
这种奇观的成因尚无定论：有的
专家认为是空气折射造成的，一般发生在夏秋季节的落日时；也有人认为这是一种海市蜃楼的虚幻景象。究竟是哪种说法？有待科学家进一步研究。