Las auroras boreales, o luces del Norte, no son, como en un principio se creía, la luz del sol reflejada por el hielo del Océano Ártico o reflejada en cristales de hielo en suspensión en el aire, tampoco la altura a la que se encuentran es tan baja como se pensaba.La causa de la formación de las auroras está en la interacción del viento solar con el campo geomagnético, la magnetosfera, que envuelve a la Tierra, y con la ionosfera.
El Sol emite, continuamente y en todas las direcciones, un flujo de particulas cargadas: electrones y protones, al que se llama plasma. Las partículas de plasma, "guiadas" por el campo magnético del Sol, forma el viento solar que viaja a traves del espacio a unos 400 km/s, llegando a la Tierra en 4 o 5 días.
La Tierra, también, tiene un campo magnético. Los polos magnéticos Norte y Sur coinciden, casi, con los polos geográficos Sur y Norte, respectivamente. El campo magnetico es más intenso donde las líneas de campo estan más juntas, es decir en los polos, de manera que las partículas cargadas que logran entrar en el campo magnético terrestre (la gran mayoría no lo consigue, pues este campo actúa tambien como escudo protector, desviándolas) son reconducidas hacia los polos magnéticos.
En su camino de descenso pasan por la ionosfera, que es una capa que limita exteriormente a la atmosfera ( a unos 60 km de altura) y en la que se encuentran muchos iones: átomos de oxígeno y nitrógeno con carga eléctrica, originados por los rayos ultravioleta procedentes del Sol. La ionosfera actúa como medio conductor para las partículas cargadas que llegan con el viento solar, y es en ella en donde se produce la aurora, entre 90 y 110 km de altura. Los electrones chocan con las moléculas de oxígeno y nitrogeno excitandolas, y estas, luego, se desexcitan, emitiendo luz: verde las de oxígeno y roja las de nitrógeno.
En el hemisferio norte se conoce como "aurora boreal", y en el hemisferio sur como "aurora austral", cuyo nombre proviene de Aurora la diosa romana del amanecer, y de la palabra griega Boreas que significa norte, debido a que en Europa comúnmente aparece en el horizonte de un tono rojizo como si el sol emergiera de una dirección inusual. ¿En dónde pueden verse?
Las zonas en las que con mayor frecuencia se pueden observar las auroras corresponden a anillos o a óvalos centrados en los polos magnéticos (norte y sur).
La "zona de auroras del norte" se extiende por Alaska, norte del Canadá, sur de Groenlandia, Islandia, norte de Noruega y Rusia. La "zona de auroras del sur" se encuentra en la Antártida y sur del océano Pacífico.En estos óvalos la frecuencia de auroras al año es de unas 240 noches, disminuyendo esta frecuencia, tanto hacia dentro como hacia fuera del óvalo.
La aurora boreal, comúnmente ocurre de septiembre a octubre y de marzo a abril. Su equivalente en latitud sur, aurora austral posee propiedades similares.
Otros planetas del Sistema Solar muestran fenómenos análogos, como es el caso de Júpiter y Saturno que poseen campos magnéticos más fuertes que la tierra (Urano, Neptuno y Mercurio también poseen campos magnéticos), y ambos poseen amplios cinturones de radiación. Las auroras han sido observadas en ambos planetas, con el telescopio Hubble.
Las auroras han sido detectadas también en Marte por la nave Mars Express, durante unas observaciones realizadas en 2004 y publicadas un año más tarde. Marte carece de un campo magnético análogo al terrestre, pero sí posee campos locales, asociados a su corteza. Son éstos, al parecer, los responsables de las auroras en este planeta.
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