Hauptverantwortlich für die Entstehung der Polarlichter ist der sogenannte Sonnenwind. Neben Wärme und Licht gelangt nämlich auch auch eine große Menge geladener Materie ins Weltall. Sichtbare Auwirkungen sind dabei auch die Schweife von Kometen, die aufgrund der Winde immer von der Sonne weg zeigen. Treffen besonders starke Sonnenwinde auf das Magnetfeld der Erde, werden sie automatisch in Richtung der Pole umgelenkt. Geladene Teilchen der Sonnenwinde ionisieren schließlich Stickstoff- und Sauerstoff-Atome der Erdatmosphäre. Es ensteht eine elektromagnetische Strahlung, die wir schließlich in Form der Polarlichter wahrnehmen. Die Farbe des Lichtspiels ist von den jeweiligen Bestandteilen der Sphäre, mit der die Plasmawolken zusammenstoßen, abhängig. Bei einer Kollision der Teilchen bei etwa 100 bis 150 Kilometern Höhe, also innerhalb der Thermosphäre, bekommt die Aurora Borealis ihre typisch grünliche Färbung. Dabei stoßen die geladenen Teilchen der Plasmawolke mit den dortigen Sauerstoffatomen zusammen. Bei einer Kollision mit Stickstoffatomen entsteht hingegen eine rote, blaue oder violette Färbung.