Die Szintillation ist eine durch Luftunruhen hervorgerufene schnelle Helligkeits- und Richtungsänderung von Himmelsobjekten. Diese Luftunruhen beruhen auf Turbulenzen in den einzelnen Luftschichten der Erde.
Je näher das Objekt zum Zenit steht, desto weniger macht sich die Szintillation bemerkbar, der Stern flimmert. Je tiefer ein Stern zum Horizont steht, desto größer ist auch aufgrund des langen Weges durch die Erdatmosphäre die Szintillation. Das führt sogar dazu, daß der Stern in Horizontnähe in verschieden Farben funkelt. Das Farbspiel wird bewirkt durch das brechen des Sternenlichtes in seine Spektralfarben in den verschiedenen atmosphärischen Luftschichten.
Bei der Richtungsänderung (Richtungsszintillation) versteht man das herumtanzen von einzelnen Objekten am Firmament um eine mittlere Lage. Diese bewegt sich zwischen einigen Zentimetern und Dezimeter. Weiterhin verhindert diese, das Sterne unter 1“ Abstand nicht mehr getrennt werden können. Mit einer adaptiven Optik gelingt es zumindest geringfügig, die Richtungszintillation zu kompensieren.
Dabei wird die Richtungsszintillation durch bodennahe Inhomogenitäten (nicht gleichartig) unter einer Höhe von 25m verursacht, während die Helligkeitsänderung (Intensitätsszintillation) durch Inhomogenitäten in einer Höhe von einigen Kilometern geschieht.
Die Szintillation ist abhängig von der Tageszeit und dem Ort. Am größten ist diese um die Mittagszeit. An sehr hohen Orten wie Gebirgen macht sie sich diese weniger stark bemerkbar bedingt dadurch, daß die Gebirgsspitzen über den atmosphärischen Inversionsschichten liegen. Inversionsschichten sind Temperaturumkehrungen in der Atmosphäre, wobei dann eine Warmluftschicht über einer kalten Bodenschicht liegt und den vertikalen Luftaustausch verhindert.
Die Sonne, der Mond und die Planeten besitzen keine oder nur wenig Szintillation wegen ihres großen Winkeldurchmessers. Beim betrachten durch Fernrohren kann sich die Szintillation höchstens durch unschärfe oder verschwimmen an den Rändern bemerkbar machen. Dann ist vom Beobachter sehr viel Geduld gefragt, um die wenigen und kurzen Zeiten der Luftruhe zu nutzen. Oft lohnt es sich, das Objekt nur mit dem Auge zu beobachten, weil sich dann oft sehr viel mehr erkennen lässt.
Die Luftunruhen werden in der Astronomie durch das Seeing in einer Kategorie eingeordnet, um die Sichtverhätnisse für spätere Auswertungen nutzen zu können.