其实南极光和北极光形成的原理都是一样的，仅仅就是地理位置的不同，所以就不用分别解释了，统一来聊一聊吧。
南极光和北极光的形成原理用一句话就可以解释：那就是等离子体在地球磁场中的发光现象。
等离子体，这个名词大家并不陌生。前几年流行过一阵子的等离子体电视，将这个概念带入了大家的视线。但是等离子体到底是个什么鬼？
我们知道，一个物体一般有固体、液体和气体三种状态。等离子体就是物体存在的第四种状态！
比如水是液体，冻起来是固体的冰，加热了以后会变成气体。
继续加热水蒸气至足够高的温度的话，会使其中的水分子分解为可以自由移动的氢原子和氧原子，这时候再给予少量的热量，离子化过程就发生了，带负电的电子逃离原子，从而留下带正电的离子。
这种能够自由移动的，带有正负电荷的离子混合物就是等离子体。事实上，在足够高的温度下任何气体都能转变为等离子体。
现在我们知道了等离子是个什么东西，那么再解释极光形成的原因就简单了。
我们知道，地球是个大磁场，南极和北极分别就是地球这个南极和北极。太阳除了发出光以外，还会发出大量的等离子体，他们穿过茫茫太空来到地球，进入到地球的磁场中。
因为等离子是带电的，在磁场中会被加速，朝着南极和北极汇集，高速运行的等离子体与大气层中的各种离子发生碰撞，就会发出各种光，由于等离子体大量汇集在南极和北极，所以在极光只有在南极和北极附近才能看到。
极光是常常出现于纬度靠近地磁极地区上空大气中的彩色发光现象。极光一般呈带状、弧状、幕状、放射状，这些形状有时稳定有时作连续性变化。极光的产生原理和极光的分布区域：极光是来自太阳活动区的带电高能粒子（可达1万电子伏）流使高层大气分子或原子激发或电离而产生的。由于地磁场的作用，这些高能粒子转向极区，所以极光常见于高磁纬地区。在大约离磁极25°～30°的范围内常出现极光，这个区域称为极光区。在地磁纬度45°～60°之间的区域称为弱极光区，地磁纬度低于45°的区域称为微极光区。 极光下边界的高度，离地面不到100公里，极大发光处的高度离地面约110公里左右，正常的最高边界为离地面300公里左右，在极端情况下可达1000公里以上。根据关于极光分布情况的研究，极光区的形状不是以地磁极为中心的圆环状，而是卵形。极光的光谱线范围约为3100～6700埃，其中最重要的谱线是5577埃的氧原子绿线，称为极光绿线。 早在2000多年前，中国就开始观测极光，有着丰富的极光记录。极光多种多样，五彩缤纷，形状不一，绮丽无比，在自然界中还没有哪种现象能与之媲美。任何彩笔都很难绘出那在严寒的两极空气中嬉戏无常、变幻莫测的炫目之光。 极光有时出现时间极短，犹如节日的焰火在空中闪现一下就消失得无影无踪；有时却可以在苍穹之中辉映几个小时；有时像一条彩带，有时像一团火焰，有时像一张五光十色的巨大银幕，仿佛上映一场球幕电影，给人视觉上以美的享受。
极光的形成如同日常所见到的氖气灯管一样，灯管中稀薄的气体受到带电粒子的强烈碰撞因而发光，而极光就是高空大气中的一种发光过程。具体地说，极光是太阳放射出大量的质子和电子等带电微粒，这些微粒以高速度射进地球外围的高空大气层里，同大气层中的稀薄气体中的原子和分子进行剧烈地碰撞，而激发出来的光。极光出现的高度一般在离地面100千米到500千米的高空，实际上在那里的空气是十分稀薄的，只有人造卫星可以在这一高度经过。人们知道，地球本身就像一个巨大的吸铁石，它两端的磁极，也就是地球磁场的磁南极、磁北极分别在南、北极地区。当太阳放射出来的大量带电微粒射向地球时，受到地球南、北磁极的吸引，纷纷向南、北极地区涌入，所以，极光就集中出现于南、北极地区。
极光是南北极地区特有的一种大气发光现象。极光在东西方的神话传说中都留下了美丽的身影，现代科学的发展，使人类能够用理性的眼光看待极光，对它作出科学的解释。长期以来，极光的成因机理未能得到满意的解释。在相当长一段时间内，人们一直认为极光可能是由以下三种原因形成的。一种看法认为极光是地球外面燃起的大火，因为北极区临近地球的边缘，所以能看到这种大火。另一种看法认为，极光是红日西沉以后，透射反照出来的辉光。还有一种看法认为，极地冰雪丰富，它们在白天吸收阳光，贮存起来，到夜晚释放出来，便成了极光。总之，众说纷纭，无一定论。直到20世纪60年代，将地面观测结果与卫星和火箭探测到的资料结合起来研究，才逐步形成了极光的物理性描述。
