视线从蒙娜丽莎的眼睛逐渐移动到嘴巴时的视觉感受（从左至右）

早在2000年，哈佛医学院神经生物学家玛格丽特·利文斯通便发现蒙娜丽莎的神秘微笑其实是与人体的视觉系统有关。之所以笑容忽隐忽现，是由于观看者改变了眼睛聚焦的位置。在人体的视觉系统中有两个不同的部分接收影像信息：中央视觉区域（即目光直视）和外围视觉区域（即余光），其中中央视觉区域主要由视锥细胞构成，可以分辨颜色、细小的字体和辨别细节，外围视觉区域由视锥细胞和视杆细胞共同构成，用来分辨移动、明暗和阴影。当我们直视蒙娜丽莎的双眼，余光便会落在她的嘴巴上。由于外围视觉并不注重细微之处，无形当中突出了颧骨部位的阴影，这样一来笑容的弧度显得更大了，让我们感觉到蒙娜丽莎是在微笑。然而，当我们去直视蒙娜丽莎的嘴巴，由于中央视觉可以辨别细节，便看不到其中的阴影，我们也就无法捕捉到她的笑容。因此，蒙娜丽莎的神秘微笑源于人们目光的不断移动。