蒙娜丽莎微笑的神秘之处在于:当你注视她的面容时，先是看到微笑，继而似乎隐去，然后微笑重新出现，过一会再次神秘地隐去。
哈佛大学的一位脑神经科学家玛格丽特·列文斯通从科学的观点对蒙娜丽莎的微笑给出了一种可能的解释，她认为蒙娜丽莎的微笑之所以时隐时现是由于人类视觉系统的本性所致。
列文斯通解释说:人眼的视网膜具有两个不同的区域，中心的小凹区善于分辨彩色和细节，环绕小凹区的外围区对彩色和细节不敏感，却善于辨别运动和阴影。人们在欣赏蒙娜丽莎时专注于她的美目，因而视网膜的外围区恰好落在她的嘴部和面颊部。由于外围区善于辨别阴影，将蒙娜丽莎嘴角和颧骨部位的曲线突出了，从而显示出笑容。人们发现蒙娜丽莎在微笑，很自然地将视线移到她的嘴部，由于视网膜的中心小凹区对阴影不敏感，在看她的嘴时，你发现笑容就消失了。
达·芬奇正是作画时做到了画嘴时不看最才使得蒙娜丽莎微笑的朦胧美和神秘美流传百世。
