הסיבה שהירח נראה גדול במקרים מסוימים נובעת מאשליה אופטית ותופעה זו אינה אלא איך שמוחנו מפרש את התבוננותנו בירח. כאשר הירח נמצא באופק אנו מבחינים כי הוא נמצא רחוק מאוד מאיתנו מאשר כשהוא נמצא למעלה בשמיים. אך מכיוון שהירח הוא הוא בעל גודל קבוע (קוטרו לא משתנה) המוח שלנו מתרגם את הירח כאילו הוא נראה גדול יותר כאשר הוא באופק על מנת לפצות על המרחק הרב שהוא נמצא.
באיור אנו רואים קווים מתכנסים שאנו מדמיינים כקווים מקבילים שמתכנסים לנקודה "נעלמת" באופק. שני המוטות השחורים באיור הם בעלי אותו גודל, אך אנו חושבים שמוט B הוא רחוק יותר ולכן אנשים רבים חושבים שהוא "גדול יותר". (מעניין לציין שלא כל האנשים מבחינים בהפרש הגדלים בין המוטות). ברגע שנסיר את הקווים, רובנו נראה כי המוטות הם בעלי גודל זהה.
הסבר נוסף לתופעת האשליה של גודל הירח הוא באופן שבו העניים שלנו מתמקדות על עצמים קרובים ורחוקים. כאשר אנו מתמקדים על הירח שנמצא באופק, אנו מתמקדים בירח ממרחק גדול מאוד. כשהירח נמצא מעלינו אין במראה הויזואלי של הירח כל רמז כמה הוא באמת רחוק מאיתנו ולכן אנו מתמקדים על הירח כאילו הוא נמצא במרחק קצר מאיתנו. דרך נוספת לפרש את התופעה היא כאשר הירח נמצא באופק, ישנם ברקע אוביקטים ידועים כמו עצים או עמודי חשמל אשר נותנים נקודת יחוס. לכן הירח נראה גדול יותר ליד אובייקט שבו הצופה יודע את אמת מידתו. כאשר הירח נע גבוה בשמיים, הצופה מאבד נקודת יחוס זו להשוואה ולכן הירח נראה קטן יותר מאשר כשהוא נמצא באופק. ראו ניסוי שלנו שמדגים את האשליה שנוצרת בהשוואת גדלים.
ישנם שהניחו שהתופעה נובעת מכך שהאטמוספרה גורמת לתופעה של מעין זכוכית מגדלת שגורמת לירח להראות גדול יותר. אך מסתבר שכל עיוות שנגרם כתוצאה מהאטמוספרה יגרום למעשה לירח להראות קטן יותר. לכן כיום אנו יודעים בוודאות כי התופעה שבה הירח נראה לעיתים גדול יותר לא נגרמת כתוצאה מעיוות באטמוספירה, אלא תופעה של אשליה אופטית המתרחשת במוחנו (שאין עדיין הסבר מקובל על כולם לגביה). נדגיש שוב, שהירח אינו משנה את גודלו (דהיינו קוטרו אינו משתנה) או את מרחקו מהארץ. שינוי גודלו של הירח הינו במוחנו.
באיור>