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Polarlichter entstehen, wenn von der Sonne ausgestossene, elektrisch geladene Teilchen auf die oberen Schichten der Erdatmosphäre treffen. Die Sauerstoff- und Stickstoffatome in grosser Höhe werden ionisiert, es entstehen farbige Lichterscheinungen am Himmel.
Grüne Polarlichter entstehen durch das Auftreffen der Sonnenteilchen auf Sauerstoff-Atomen in etwa 100 km Höhe über der Erde. Die Himmelserscheinungen können aber auch andere Farben annehmen: So erscheinen dann die Polarlichter in Rot, wenn Sauerstoffteilchen in rund 200 km Höhe angeregt werden.
Seltener sind die Lichter violett oder blau. Dann werden Stickstoffatome ionisiert, wofür allerdings sehr hohe Energiedichten nötig sind. Deshalb lassen sich diese Farben nur nach besonders starken Sonneneruptionen beobachten.