Иллю́зия Мю́ллера-Ла́йера — оптическая иллюзия, возникающая при наблюдении отрезков, обрамлённых стрелками. Иллюзия состоит в том, что отрезок, обрамлённый «остриями», кажется короче отрезка, обрамлённого «хвостовыми» стрелками.
Иллюзия была впервые описана немецким психиатром Францем Мюллером-Лайером[англ.] в 1889 году. Несмотря на множество экспериментальных исследований и широкий спектр попыток теоретического обоснования, природа иллюзии не до конца понятна. Согласно немалому количеству разнообразных гипотез и предположений, иллюзия может определяться как работой механизмов высокого когнитивного ("психологического") уровня, так и спецификой низкоуровневой ("нейрофизиологической") организации нервных сетей зрительной системы.
Представители разных культур в разной степени подвержены иллюзии Мюллера-Лайера. Так, народы, имеющие меньшее количество прямоугольных предметов (зданий) в зрительном окружении, менее восприимчивы к этой иллюзии[9].