错觉眼球运动是一种错觉理论。该学说认为，观察者对物体长度的判断是以眼球对该物体从一端到另一端的扫描或移动为根据的。这样，在观察缪勒-莱尔错觉图形时，向外伸展的箭头使眼球移动的距离超出包含线段的长度，而向内伸展的箭头使眼球移动的距离要小，使前者看起来比后者要长。这样，在观察缪勒-莱尔错觉图形时，向外伸展的箭头使眼球移动的距离超出包含线段的长度，而向内伸展的箭头使眼球移动的距离要小，使前者看起来比后者要长；在观察横竖错觉图形时，眼球垂直运动比横向水平运动费力，看起来竖线比等长的横线要长。该学说能解释如上所述的几种几何图形错觉。但R．普里查德利用稳定网膜象技术1958年观察到，在视网膜象固定（即消除眼动因素）的条件下，几何图形错觉仍存在。中国心理学工作者曾以横竖错觉图形为材料，对错觉眼球运动说提出质疑。后有人为克服其不足，提出眼动“传出准备性假说”，即认为由于中枢给眼肌发出不适当的运动指令而发生错觉；只要个体存在这种眼动的准备性，即使眼睛没有运动，错觉仍然会发生。但这种假说尚未得到证实。