Как правило, северное сияние наблюдается в высоких широтах Cеверного полушария — 67–70 градусов северной широты. Однако в период сильной солнечной активности авроральный овал расширяется, сияние можно увидеть и в более низких широтах.
Обычно северные сияния бывают зелеными — это связано со свечением атомов кислорода в 150 км над поверхностью. Красные северные сияния также вызываются атомами кислорода, но на высотах между 150 и 500 км, где температура и плотность атмосферы создают подходящие условия для атомных реакций, которые испускают красные фотоны. Как правило, красные северные сияния слишком слабы, чтобы их можно было увидеть или сфотографировать. Они происходят из чрезвычайно разреженного слоя атмосферы, и, кроме того, как объясняет эксперт Лес Коули, очень медленные атомные реакции, которые производят красные фотоны, легко прерываются. Даже опытные наблюдатели редко видят их.
