Dalam Kitab Optik (1011–22 M), Ibn al-Haytham berhujah bahawa penglihatan berlaku di dalam otak, dan pengalaman peribadi mempunyai kesan ke atas apa yang dilihat dan bagaimana mereka melihat, dan penglihatan dan persepsi itu subjektif. Berhujah menentang teori pembiasan Ptolemy mengapa orang menganggap matahari dan bulan lebih besar di ufuk berbanding ketika mereka lebih tinggi di langit, dia mentakrifkan semula masalah itu dari segi pembesaran yang dilihat, bukannya nyata. Beliau berkata menilai jarak sesuatu objek bergantung kepada terdapat jujukan jasad perantara yang tidak terganggu antara objek dan pemerhati. Secara kritis, Ibn al-Haytham berkata bahawa menilai saiz objek bergantung pada jarak yang dinilai: objek yang kelihatan dekat kelihatan lebih kecil daripada objek yang mempunyai saiz imej yang sama pada retina yang kelihatan jauh. Dengan bulan di atas kepala, tidak ada jujukan jasad yang tidak terganggu. Oleh itu ia kelihatan jauh dan kecil. Dengan bulan di ufuk, terdapat jujukan jasad yang tidak terganggu itu: semua objek berada antara pemerhati dan ufuk, jadi bulan kelihatan jauh dan besar. Melalui karya Roger Bacon, John Pecham, dan Witelo berdasarkan penjelasan Ibn al-Haytham, ilusi Bulan secara beransur-ansur diterima sebagai fenomena psikologi, dengan teori Ptolemy ditolak pada abad ke-17.[9] Selama lebih 100 tahun, penyelidikan tentang ilusi bulan telah dijalankan oleh saintis penglihatan yang selalunya merupakan ahli psikologi yang pakar dalam persepsi manusia. Selepas mengkaji banyak penjelasan yang berbeza dalam buku 2002 mereka The Mystery of the Moon Illusion, Ross dan Plug membuat kesimpulan "Tiada teori tunggal yang muncul sebagai pemenang".[10]