Polarlichter sind sowohl in der Nordpolarregion, als auch in der Südpolarregion zu beobachten. Im Norden werden Sie auch als Nordlichter oder Aurora borealis bezeichnet, im Süden entsprechend als Südlicht oder Aurora australis.

Polarlichter werden durch den sogenannten Sonnenwind verursacht. Die Sonne stößt permanent riesige Mengen elektrisch geladener Teilchen aus, neben Elektronen und Protonen auch verschiedene Ionen. Sie bewegen sich mit mehreren hundert Kilometern pro Sekunde, die schnellsten Teilchen erreichen mit knapp 300.000 Kilometern pro Sekunde sogar fast Lichtgeschwindigkeit.

Treffen die elektrisch geladenen Teilchen auf das Magnetfeld der Erde, werden sie abgelenkt. Sie folgen den Magnetfeldlinien und gelangen so in die Polarregionen, wo das Erdmagnetfeld senkrecht zur Erdoberfläche verläuft. So können die elektrisch geladenen Teilchen den Magnetfeldlinien weiter folgend in die Erdatmosphäre eindringen und treffen dort auf die Moleküle der Luft.

Beim Zusammenstoß mit den Luftmolekülen geht ein Teil der Energie auf die Luftmoleküle über und sie ändern ihre Elektronenkonfiguration. Dieser Zustand ist aber instabil und die aufgenommene Energie wird von den Luftmolekülen nach kurzer Zeit in Form von Licht wieder abgegeben, ein Vorgang, den man als Floureszenz bezeichnet.