極光是地球周圍的一種大規模放電的過程。來自太陽的帶電粒子到達地球附近，地球磁場迫使其中一部分沿著磁場線（Field line）集中到南北兩極。

當他們進入極地的高層大氣時，與大氣中的原子和分子碰撞並激發，產生光芒，形成極光。經常出現的地方是在南北緯度67度附近的兩個環帶狀區域內，阿拉斯加的費爾班（Fairbanks）一年之中有超過200天的極光現象，因此被稱為“北極光首都”。所以極光只能在地球的南北極被看見。

地球磁層磁力線攜帶太陽風的能量進入地球內部，進而驅動了地磁場的形成。在這磁層磁力線閉合環路上除了有地球內部的導電體之外，另外還有大氣層的電離層-這一弱導電體。當太陽風強烈時，磁力線能量遇到地球內部的磁感抗，有許多能量消耗不掉，於是就在電離層處形成了極光。

擴充套件資料：

在北半球觀察到的極光稱北極光，南半球觀察到的極光稱南極光，經常出現的地方是在南北緯度67度附近的兩個環帶狀區域內，阿拉斯加的費爾班克斯一年之中有超過200天的極光現象，因此被稱為“北極光首都”。

參考資料：

其實，極光是來自大氣外的高能粒子（電子和質子）撞擊了高層大氣中的原子從而產生的。這種相互作用常發生在地球磁極周圍區域。作為太陽風的一部分荷電粒子在到達地球附近時被磁場捕獲，並朝向磁極下落。它們與氧和氮的原子碰撞，激發成為電離態的離子，這些離子發射不同波長的散射，產生出紅、綠或藍等特徵色，這就是極光。

雲朵狀極光片。

地磁場分佈在地球的周圍，被太陽風包裹著，形成一個叫做磁層的棒槌狀腔體。我們可以把磁層看成是一個碩大無比的電視映象管。它將進入高空大氣的太陽風粒子流匯聚成束，聚焦到地磁的極區。極區大氣就好像映象管的熒光屏，極光則是電視螢幕上移動的影象。

但是，這個電視螢幕不僅僅是幾十寸可以形容的——它是直徑為4000千米的極區高空大氣。通常，地面上的“觀眾”，在某個地方只能觀賞到畫面的1/50。

電視機的原理是：在電視映象管中，電子束擊中電視螢幕，因為屏上塗有發光物質，會發射出光，顯示成影象。

同樣，來自太空的電子束，打入極區高空大氣時，會激發大氣中的分子和原子，使其發光，人們便見到了極光。在電視映象管中，是一對電極和一個電磁鐵作用於電子束，產生並形成一種活動的影象。在極光發生時，極光的動態顯示則是由粒子束受到磁層中電場和磁場變化的調製造成的。極光不僅有可見光的影象，而且會發出各個波段的射電輻射，天文學家可以用雷達進行探測研究，甚至有研究稱極光還會發出聲音。