Le aurore si formano quando le particelle cariche emesse dal sole colpiscono il campo magnetico terrestre e gli atomi nell'atmosfera. Questa interazione fa sì che i gas presenti nell'atmosfera emettano fotoni di diverse energie, che possono essere viste dalla Terra come luce.
Il sole emette un flusso costante di particelle cariche in tutte le direzioni, tuttavia durante il flare solare aumenta la concentrazione di particelle. Quando queste particelle cariche colpiscono i poli magnetici della Terra, seguono il percorso delle linee del campo magnetico terrestre. Le aurore si trovano vicino ai poli nord e sud del pianeta perché le linee del campo magnetico sono più concentrate vicino ai poli magnetici della Terra all'interno dei circoli artico e antartico. Queste particelle cariche colpiscono l'azoto e gli atomi di ossigeno nell'atmosfera a diverse altitudini. A seconda degli atomi colpiti e dell'altitudine, i colori dell'aurora cambiano.
Ad esempio, a un'altitudine di 150 miglia dalla superficie terrestre, quando le particelle cariche colpiscono l'ossigeno, creano una luce di colore rosso, ma al di sopra di 150 miglia, emettono invece una luce di colore verde. L'azoto, d'altra parte, crea una luce blu quando è inferiore a 60 miglia e viola quando sopra.
