Polarlichter entstehen, wenn elektrisch geladene Teilchen der Magnetosphäre, hauptsächlich Elektronen, aber auch Protonen, auf einige schwere Ionen (Sauerstoff und Stickstoff) in den oberen Schichten der Erdatmosphäre treffen und Prozesse auslösen, die zu geänderten Elektronenkonfigurationen führen. Bei der nach kurzer Zeit wieder erfolgenden Abregung wird Licht ausgesandt (Fluoreszenz).