在太陽風的吹拂下，地球磁層會形成類似彗尾形狀的磁尾。就像一條被過分拉長而斷裂的橡皮筋會快速回彈，磁尾的磁力線也會不斷髮生被拉扯與重連的現象。在磁力線重連的過程中，磁能會轉化為粒子的動能，大量的能量會灌注到附近的帶電粒子，其中有些粒子就會沿著磁力線被加速而衝入極區。於是，這些高能粒子就在高空和氧或氮原子碰撞而產生極光。
換一個角度來看，人類就像是生活在大自然的彩色電視影像管中。地球的大氣相當於熒光屏，由磁尾來的粒子就相當於影像管中的電子。
極光的顏色由以下四個因素決定；入射粒子的能量；大氣中的原子和分子在不同高度的分佈狀況；大氣中原子和分子本身的特性：大氣的密度不均勻，基本上越接近地表密度越高。
入射粒子的能量高低決定了粒子能夠沖人大氣層的深度，因此決定了極光產生的高度；而大氣成分隨高度的變化決定了人射粒子比較可能會撞擊到哪種原子或分子，因此決定了可能發出的極光波長。此外，大氣粒子本身的特性也很重要，這些特性直接決定所發出光的顏色。
另外，大氣密度也會影響極光的顏色。由於高層大氣密度較低，發光的過程不會受到原子和分子彼此碰撞的干擾。不過，距離地表越近，大氣密度越高，分子之間的撞擊就較為頻繁，這會使得某些波長的光比較不容易產生。
決定極光顏色的主要因素之一，就是不同種類分子在大氣中的垂直分佈狀況。接近地表之處，大氣的組成十分均勻，78％是氮分子，21％是氧分子，這樣的組成直到高度約100千米為止都是如此。在更高之處，來自太陽的高能紫外線會將大氣分子分解成原子，不同種類的原子受到重力影響而產生不同的分佈，較輕的原子會分佈在上層。
在大氣層的最頂端，也就是在距離地表500千米以上，氫與氦原子佔了大部分；距離地表200千米—500千米之間；氧原子的數目最多；在100千米～200千米之間，則是氮分子的數目最多，其餘主要是氧原子和氧分子；60千米～100千米主要由氧分子和氮分子構成。
知道了以上大氣的分佈，讀者應該就能猜到，高度介於60千米～100千米的極光，主要的光應該來自氧和氮分子；100千米～200千米的極光主要由氮分子和氧原子所貢獻；在200千米以上，極光主要來自氧原子，少部分來自氮分子；在大氣的最高層，氫與氦原子也會產生極光，不過這些光十分微弱，肉眼不容易見到。
大氣的密度也是決定極光顏色的重要因素之一。在地表附近，每立方厘米的空氣約有高達1019個分子。大氣密度隨著高度而降，低，在距離地表50千米處，密度下降1000倍。到了100千米處，密度更是比海平面降低200萬倍。不過，到了200千米的高空，每立方厘米仍然有100億顆氣體粒子。相較之下，太陽風粒子的密度僅約為每立方厘米5顆。
儘管150千米以上的高空仍然有許多氣體粒子，粒子之間的撞擊已經不像低空那樣頻繁。碰撞會影響極光顏色，這是由於撞擊會把處於激發狀態的原子或分子的能量奪走，而這些能量原本是會放射出特定顏色的光。由於氧原子第一激發態的存在期長達110秒，在這段時間內如果受到其他原子撞擊，就會失去能量而無法放出波長6300埃的紅光。在200千米以上的高空，碰撞頻率很低，所以影響不大，但是在比較低的高度，紅色光就明顯受到抑制。
在太陽風的吹拂下，地球磁層會形成類似彗尾形狀的磁尾。就像一條被過分拉長而斷裂的橡皮筋會快速回彈，磁尾的磁力線也會不斷髮生被拉扯與重連的現象。在磁力線重連的過程中，磁能會轉化為粒子的動能，大量的能量會灌注到附近的帶電粒子，其中有些粒子就會沿著磁力線被加速而衝入極區。於是，這些高能粒子就在高空和氧或氮原子碰撞而產生極光。
換一個角度來看，人類就像是生活在大自然的彩色電視影像管中。地球的大氣相當於熒光屏，由磁尾來的粒子就相當於影像管中的電子。
極光的顏色由以下四個因素決定；入射粒子的能量；大氣中的原子和分子在不同高度的分佈狀況；大氣中原子和分子本身的特性：大氣的密度不均勻，基本上越接近地表密度越高。
入射粒子的能量高低決定了粒子能夠沖人大氣層的深度，因此決定了極光產生的高度；而大氣成分隨高度的變化決定了人射粒子比較可能會撞擊到哪種原子或分子，因此決定了可能發出的極光波長。此外，大氣粒子本身的特性也很重要，這些特性直接決定所發出光的顏色。
另外，大氣密度也會影響極光的顏色。由於高層大氣密度較低，發光的過程不會受到原子和分子彼此碰撞的干擾。不過，距離地表越近，大氣密度越高，分子之間的撞擊就較為頻繁，這會使得某些波長的光比較不容易產生。
決定極光顏色的主要因素之一，就是不同種類分子在大氣中的垂直分佈狀況。接近地表之處，大氣的組成十分均勻，78％是氮分子，21％是氧分子，這樣的組成直到高度約100千米為止都是如此。在更高之處，來自太陽的高能紫外線會將大氣分子分解成原子，不同種類的原子受到重力影響而產生不同的分佈，較輕的原子會分佈在上層。
在大氣層的最頂端，也就是在距離地表500千米以上，氫與氦原子佔了大部分；距離地表200千米—500千米之間；氧原子的數目最多；在100千米～200千米之間，則是氮分子的數目最多，其餘主要是氧原子和氧分子；60千米～100千米主要由氧分子和氮分子構成。
知道了以上大氣的分佈，讀者應該就能猜到，高度介於60千米～100千米的極光，主要的光應該來自氧和氮分子；100千米～200千米的極光主要由氮分子和氧原子所貢獻；在200千米以上，極光主要來自氧原子，少部分來自氮分子；在大氣的最高層，氫與氦原子也會產生極光，不過這些光十分微弱，肉眼不容易見到。
大氣的密度也是決定極光顏色的重要因素之一。在地表附近，每立方厘米的空氣約有高達1019個分子。大氣密度隨著高度而降，低，在距離地表50千米處，密度下降1000倍。到了100千米處，密度更是比海平面降低200萬倍。不過，到了200千米的高空，每立方厘米仍然有100億顆氣體粒子。相較之下，太陽風粒子的密度僅約為每立方厘米5顆。
儘管150千米以上的高空仍然有許多氣體粒子，粒子之間的撞擊已經不像低空那樣頻繁。碰撞會影響極光顏色，這是由於撞擊會把處於激發狀態的原子或分子的能量奪走，而這些能量原本是會放射出特定顏色的光。由於氧原子第一激發態的存在期長達110秒，在這段時間內如果受到其他原子撞擊，就會失去能量而無法放出波長6300埃的紅光。在200千米以上的高空，碰撞頻率很低，所以影響不大，但是在比較低的高度，紅色光就明顯受到抑制。