Forskare vid University College London upptäckte att människor tenderar att tro att deras händer är bredare och att deras fingrar är kortare än de verkligen är.
De säger att förvirringen kan ligga i hur hjärnan får information från olika delar av kroppen.
Förvrängd uppfattning kan dominera hos vissa människor, vilket leder till problem med kroppsbilden, en amerikansk tidskrift rapporterar.
Doktor Matthew Longo, förste forskare, sade: " Dessa fynd kan mycket väl vara relevanta för psykiska tillstånd som inbegriper kroppsbild, till exempel anorexia nervosa, eftersom det kan finnas en allmän partiskhet mot att uppfatta kroppen som bredare än den är.
"Våra resultat visar dramatiska förvrängningar av handens form, som var mycket konsekventa mellan deltagarna."
I studien i Proceedings of the National Academy of Sciences bad dr Longos team 18 frivilliga att delta i ett experiment.
Volontärerna ombads lägga sina vänstra händer under en bräda och bedöma platsen för den täckta handens knogar och fingertoppar med en pekare.
Detta avslöjade slående förvrängningar - volontärerna tenderade att missbedöma sina händer som bredare och sina fingrar som kortare än de faktiskt var.
Forskarna säger att förvrängningarna är undermedvetna och involverar förmågan som kallas position känsla att hjärnan använder för att veta var alla delar av kroppen är i rymden även när ögonen är stängda.
Doktor Longo sade: "Självklart vet vi hur vår hand verkligen ser ut, och våra deltagare var mycket noggranna med att plocka ut ett foto av sin egen hand från en uppsättning bilder med olika förvrängningar av handformen.
"Så det finns tydligt en medveten visuell bild av kroppen också. Men den visuella bilden verkar inte användas för positionsförnimmelse."
Susan Ringwood, chef för ätstörningarnas välgörenhetsorganisation Beat, sade: " Vi vet att ett av dragen i anorexia nervosa kan vara förvrängd kroppsbild.
"Människor som påverkas kan verkligen tro att de är grovt feta, även när de är farligt underviktiga.
"De kan bedöma andra människors kroppar ganska exakt och skulle beskriva någon annan i samma storlek som sig själva korrekt, men ändå inte kunna göra det om sin egen vikt och form.
– Denna hjärnstudie kan ge en viss inblick i hur detta skulle kunna vara möjligt, och kan vara mycket motiverande för personer med ätstörningar att veta att det fanns en biologisk förklaring till deras erfarenheter, snarare än att känna att det var deras fel.
Hjärnan förvränger naturligt kroppsbilden - ett fynd som kan förklara ätstörningar som anorexi, säger experter.