Solen släpper kontinuerligt ut en ström av laddade partiklar som kallas solvinden. Dessa partiklar färdas genom rymden och interagerar med jordens magnetfält. Jordens magnetfält är starkast vid polerna, så solvindspartiklarna är koncentrerade till dessa regioner.
När solvindspartiklarna når jordens atmosfär kolliderar de med atomer och molekyler av gaser som syre och kväve. Dessa kollisioner exciterar atomerna och molekylerna, vilket får dem att avge ljus i olika färger. Färgen på norrskenet beror på vilken typ av gaspartiklar som exciteras.
Så norrskenet orsakas i slutändan av interaktionen mellan solvindspartiklarna och jordens magnetfält, snarare än att det direkt orsakas av partiklar från solen.