Sarki fény akkor keletkezik, amikor a napszél annyira felkavarja a magnetoszférát, hogy töltött részecskék hatolnak be a napszélből és a magnetoszférából a felső légkörbe, a Föld mágneses mezejének vonzására, ahol energiájuk egy részét átadják a légkörnek. A légkör összetevői emiatt ionizálódnak és gerjesztődnek, így fényt bocsátanak ki különböző színekben. Formáját az ionizálódott összetevők mozgása határozza meg. A beérkező protonok elektronbefogással hidrogénatomokká alakulnak, így a gerjesztett hidrogénatomokra jellemző színeket bocsátják ki (vörös, kék, ibolya). Ez inkább alacsonyabb szélességeken látható. A légkör leggyakoribb összetevői az oxigén (vörös, zöld) és a nitrogén (kék, ibolya) színei is láthatók.