Солнце выбрасывает заряженные частицы (протоны и электроны) — «солнечный ветер».
Магнитное поле Земли направляет частицы к полюсам — северному и южному.
Попадая в верхние слои атмосферы (на высоте 80–400 км), эти частицы сталкиваются с молекулами газа — кислородом и азотом.
В результате столкновений выделяется свет — мы и наблюдаем северное сияние.
Зелёный — возникает из-за взаимодействия частиц с молекулами кислорода на высоте около 100 км.
Фиолетовые и красные оттенки встречаются реже и связаны с другими слоями атмосферы и газами, в первую очередь — азотом.