Astronomickou refrakcí se také vysvětluje mihotání hvězd. Pozoruje-li jasnou hvězdnou oblohu dalekohledem, vidíme slabé chvění a změny jasnosti i barvy způsobené nestejnorodostí atmosféry. Paprsek přicházející od hvězdy musí procházet vrstvami teplejšího a chladnějšího, řídčího a hustšího vzduchu a přitom se láme a rozkládá do spektra. Mihotání je méně patrné při pozorování planet, které se jeví jako malé světlé kotoučky.