上 圖 ： 極 區 的 極 光 。 下 左 圖 ： 磁 力 線 、 電 子 運 動 軌 道 與 極 光 圈 。 下 右 圖 ： 利 用 人 造 衛 星 數 據 ， 所 繪 出 的 北 極 光 分 佈 概 圖 。

由 范 艾 倫 帶 洩 出 的 高 能 帶 電 粒 子 ， 繞 地 球 的 磁 力 線 作 螺 旋 運 動 並 飛 向 地 球 南 、 北 極 區 ， 進 入 低 海 拔 區 後 ， 與 空 氣 分 子 的 碰 撞 機 率 大 增 。 空 氣 分 子 受 撞 擊 激 發 並 發 出 各 種 波 長 的 光 ， 在 可 見 光 的 部 份 ， 氧 分 子 發 出 綠 光 而 氮 分 子 發 出 紅 光 。 在 太 陽 發 生 磁 暴 後 ， 極 光 活 動 最 強。 除 了 地 球 外 ， 其 他 行 星 也 有 極 光 現 象 。