Una ilusión óptica se presenta cuando diferentes personas pueden ver distintas cosas en una imagen.

A veces nos engaña la vista; a veces cada uno ve algo diferente, a veces hay varias figuras que se pueden ver en un dibujo, o la imagen confunde, como en el ejemplo, en el que se pueden observar dos rostros de perfil o la imagen de un florero.

Se denominan ilusiones fisiológicas o pasivas a aquellas alteraciones de la percepción, normales, no patológicas, provocadas por peculiaridades estructurales o funcionales del propio sistema de la percepción: las más comunes son las táctiles y las ópticas. Las más conocidas son la aparente convergencia de las líneas paralelas y la persistencia en la visión de la última imagen; en ésta última se basa el cine. 

Como comprobación de las ilusiones ópticas se han diseñado figuras geométricas simples llamadas ilusiones ópticas geométricas.

Muchas de ellas representan figuras que semejan las tres dimensiones pero que a la vez sin figuras imposibles de realizar como cuerpos.