Il tremolio della luce delle stelle è effettivamente causato dall'attraversamento dell'atmosfera terrestre: osservate dallo spazio le stelle brillano con luce fissa e costante. Questo fenomeno avviene perché nel suo percorso la luce attraversa vari strati d'aria a diverse temperature e densità, che agiscono come una successione di lenti con indice di rifrazione variabile (in dipendenza dalle condizioni dell'aria). Ogni lente devia la luce dal suo percorso in modo diverso, e ciò finisce per introdurre differenze di cammino ottico nei raggi di luce che provengono dalle stelle. A tutto questo si sovrappone la turbolenza dell'aria, che rimescola in continuazione le lenti d'aria. Il risultato è che in ogni istante varierà la quantità di luce che viene focalizzata verso l'osservatore e quella che viene invece dispersa in altre direzioni. Perciò da terra sembra che la luminosità delle stelle cambi continuamente, producendo il noto tremolio. Naturalmente più la notte è ventosa più forte è la turbolenza e più tremoleranno le stelle (contano anche i venti in alta quota); più calma è l'atmosfera più stabile apparirà l'immagine delle stelle. Questo definisce il cosiddetto seeing, che classifica la bontà delle condizioni di osservazione.

Perché lo stesso tremolio non viene osservato nella luce dei pianeti? Chiaramente, dato che anch'essa attraversa l'atmosfera, non è affatto immune dallo stesso processo di rifrazione e dispersione. La differenza è nel fatto che i pianeti non sono sorgenti di luce puntiformi, come le stelle. In altre parole, anche se all'occhio nudo stelle e pianeti appaiono tutti come puntini nel cielo, se si prova a ingrandirne l'immagine con un telescopio ci si accorge che i pianeti mostrano un disco luminoso, mentre le stelle restano puntiformi (questo perché, pur essendo molto più grandi dei pianeti, sono enormemente più lontane e nemmeno un telescopio può mostrarne il disco luminoso).

Si può quindi immaginare di scomporre il disco di un pianeta in una somma di moltissime sorgenti puntiformi affiancate, ognuna delle quali brilla per conto proprio, e se fosse vista singolarmente nel cielo tremolerebbe come tutte le altre stelle. Ma l'occhio non è in grado di distinguere il disco dei pianeti, quindi la luce di tutte le sue parti giunge sovrapposta alla retina, producendo un unico punto luminoso. Poiché le variazioni di luminosità (il tremolio) sono indipendenti per ogni componente, l'effetto di sommarle tutte insieme è quello di stabilizzare la luce del pianeta, perché a ogni istante le componenti che si affievoliscono tenderanno ad essere bilanciate da quelle che si illuminano. È molto improbabile, statisticamente, che in un certo istante tutte le componenti siano indebolite dall'effetto dell'atmosfera o che tutte siano potenziate. Questo fa sì che a differenza delle stelle i pianeti non mostrino alcun tremolio: una caratteristica che può essere utile per distinguerli dalle stelle in cielo.