Aurorele se formează atunci când particulele încărcate care sunt emise de soare lovesc câmpul magnetic al Pământului și atomii din atmosferă. Această interacțiune face ca gazele din atmosferă să dea fotoni de diferite energii, care pot fi văzute de pe Pământ ca de lumină.
Soarele dă un flux constant de particule încărcate în toate direcțiile, totuși, în timpul unei flare solare, concentrația de particule crește. Când aceste particule încărcate se lovesc de polii magnetici ai Pământului, ei urmează calea liniilor câmpului magnetic al Pământului. Aurorile apar aproape de polul nordic și de sud al planetei, deoarece liniile câmpului magnetic sunt cele mai concentrate în apropierea polilor magnetici ai Pământului în cercurile arctice și antarctice. Aceste particule încărcate au lovit atomii de azot și oxigen din atmosferă la altitudini diferite. În funcție de atomii pe care i-au lovit și de altitudine, culorile aurora se schimbă.
De exemplu, la o altitudine de 150 de mile de la suprafața Pământului, când particulele încărcate ating oxigenul, ele creează lumină roșie, dar peste 150 de mile, dau în schimb lumină verde. Azotul, pe de altă parte, creează o lumină albastră atunci când este mai mică de 60 de mile și violet când este deasupra.
