Les photons, ces particules de lumière émises par le Soleil et les étoiles subissent toutefois, lors de leur traversée de l'atmosphère terrestre, de nombreuses déviations et absorptions connues sous les noms de réfraction et extinction atmosphériques. La réfraction atmosphérique a pour effet de voir l'étoile à une hauteur supérieure à sa hauteur vraie. L'extinction atmosphérique, provoquée par la présence de molécules de gaz, d'aérosols et d'ozone à différentes échelles de hauteur, se traduit quant à elle par la perte d'énergie des photons incidents, soit par le rougissement de l'astre observé. Cette extinction augmente proportionnellement à l'épaisseur de la couche d'air traversée. De même, la réfraction atmosphérique. L'un et l'autre phénomènes ont donc des effets d'autant plus importants que l'étoile se situe à grande proximité de l'horizon terrestre - à ses instants de lever et de coucher, notamment. En théorie, ceux-ci coïncident avec la traversée de l'horizon oriental ou occidental ; en réalité, avec les instants auxquels l'étoile devient (in)visible dans le ciel.

En raison des phénomènes de réfraction et d'extinction atmosphériques, une étoile n'effectue pas son lever
ni son coucher aux instants auxquels elle traverse l'horizon terrestre, mais à ces instants auxquels elle traverse
la surface d'un horizon artificiel, situé à une hauteur h au-dessus de l'horizon terrestre. Cette hauteur h, de l'ordre
de quelques degrés, augmente avec la magnitude apparente de l'objet visé. Ainsi, un objet de faible magnitude apparente
sera observé à plus grande proximité de l'horizon terrestre qu'un objet de magnitude apparente plus élevée.