極光的產生需要追溯到太陽活動。

極光是氣體粒子（在地球大氣中）與帶電粒子（從太陽大氣中釋放）之間碰撞的結果。顏色變化是由於碰撞的氣體顆粒的型別引起的。最常見的綠色極光是由位於地球上方約60英里處的氧分子產生的。稀有的紅色極光是由高海拔氧氣產生的，高度可達200英里。氮產生藍色或紫色的極光。

通常，是在太陽大氣中存在一個開口時，該開口允許電子和質子流出。就極光而言，我們需要大量帶電粒子與地球大氣碰撞以產生生動的顯示效果，因此這通常需要相當大的開口，例如日冕孔或黑子。自從1880年左右以來，就一直懷疑極光與黑子活動之間的聯絡。由於自1950年代以來進行的研究，我們現在知道來自太陽的電子和質子是透過“太陽風”吹向地球的。

當帶電粒子被太陽風吹向地球時，它們會在很大程度上受到地球磁場的偏轉。但是，地球的磁場在任一極都較弱，因此一些粒子進入地球大氣並與氣體粒子碰撞。這些碰撞發出的光被我們看作是極光的舞池。

極光的源區通常從地球表面上方80公里（50英里）到高達640公里（400英里）。