Iluzja grupowania jest naturalną tendencją ludzi do doszukiwania się wzorców tam, gdzie w rzeczywistości one nie istnieją. Ponieważ elementy każdego układu pozostają ze sobą zawsze w jakiejś relacji, jeśli jest ich wystarczająco wiele, to zawsze możemy znaleźć wśród nich coś, co będzie sprawiało wrażenie regularności. Szczególnym przykładem takich znajdowanych sztucznie regularności są gwiazdozbiory na niebie.
Łatwo zaobserwować podczas badań iluzję grupowania, prezentując ludziom ciągi losowe i regularne i prosząc o ocenę ich losowości. Przykładowo większość ludzi określi sekwencję „OXXXOXXXOXXOOOXOOXXOO” (Gilovich, 1993) jako nie-losową, podczas gdy w rzeczywistości posiada wszelkie cechy sekwencji wygenerowanej losowo (prawie równa liczba obu symboli i czterech możliwych sąsiadujących par). W losowych sekwencjach ludzie oczekują zwykle większej liczby alternacji, niż wynikałoby to ze statystyki. W rzeczywistości większość losowo wygenerowanych ciągów jest oceniana jako prawdopodobne.
Inny przykład stanowią odpowiedzi w testach jednokrotnego wyboru. Osoby rozwiązujące taki test uznają zwykle, że długi ciąg tych samych liter jest mało prawdopodobny i zdarza się, że wybierają nieprawidłową odpowiedź tylko dlatego, żeby złamać serię.