Polarlichter, auch als Aurora borealis (Nordlicht) oder Aurora australis (Südlicht) bekannt, entstehen, wenn energiereiche Partikel des Sonnenwinds auf das Magnetfeld der Erde treffen. Diese Partikel, hauptsächlich Elektronen und Protonen, werden entlang der Magnetfeldlinien zur Nähe der Pole geleitet. In der Erdatmosphäre kollidieren sie mit Gasen wie Sauerstoff und Stickstoff, was zu den spektakulären Lichterscheinungen führt. Die Wechselwirkung erregt die Gasmoleküle und setzt beim Zurückfallen in ihren Grundzustand Licht frei. Die Farben des Polarlichts variieren je nach Gas und Höhe der Atmosphäre, in denen die Kollisionen stattfinden.

Grüne Polarlichter entstehen durch Sauerstoffmoleküle in etwa 100 km Höhe, während rote Polarlichter durch höhere Sauerstoffatome erzeugt werden. Blaue und violette Polarlichter resultieren aus Stickstoffmolekülen. Polarlichter sind am häufigsten in den Polarregionen sichtbar, können aber gelegentlich auch in niedrigeren Breiten auftreten, insbesondere während Zeiten starker Sonnenaktivität.