När stjärnljuset färdas genom jordens atmosfär möter det luftfickor med varierande täthet (temperaturskillnader) och turbulenta luftströmmar. Dessa variationer i densitet fungerar som små linser, vilket får stjärnljuset att böjas och ändra riktning något när det passerar genom dem.
Denna böjning av ljuset resulterar i den uppenbara förändringen i stjärnans position, vilket gör att den ser ut att röra sig eller flimra fram och tillbaka snabbt. Dessutom skapar förändringar i luftens temperatur och tryck nära jordens yta ytterligare förvrängningar i stjärnljuset, vilket förstärker den blinkande effekten.
Atmosfärisk scintillation är mest märkbar för stjärnor som ligger nära horisonten. Detta beror på att stjärnljuset från dessa stjärnor färdas genom mer av jordens atmosfär jämfört med stjärnor på högre höjder. Ju längre sträcka ljuset måste färdas genom den turbulenta atmosfären, desto mer uttalad blir scintillationseffekten.
Däremot upplever stjärnor som är direkt ovanför (vid zenit) mindre scintillation eftersom deras ljus färdas genom en kortare bana av atmosfären. Som ett resultat verkar de blinka mindre eller inte alls.
Nivån av scintillation kan variera beroende på väderförhållanden, temperaturvariationer och på vilken höjd stjärnorna observeras. Det är mer uttalat på nätter med stark atmosfärisk aktivitet, till exempel under varma sommarkvällar eller när det finns betydande vind eller turbulens i atmosfären.
Medan scintillation ofta förknippas med skimrande av stjärnor, kan det också påverka utseendet på planeter och andra himmelska föremål på natthimlen. Men på grund av deras större skenbara storlekar jämfört med stjärnor är den blinkande effekten i allmänhet mindre märkbar för planeter.
