Norðurljósin myndast þegar hraðfleygar rafhlaðnar agnir frá sólinni rekast á atóm og sameindir í um 100 km hæð yfir Jörðinni. Agnirnar koma ekki beint frá sólinni heldur safnast þær fyrir í segulhvolfi Jarðar, streyma eftir segulsviðslínunum og fá þar þá hröðun og orku sem þarf til að mynda ljósin. Við myndun norðurljósa titrar segulsviðið og kemur það fram á segulmælum. Norðurljósin sjást oftast sem slæður sem liðast eftir himninum. Slæðurnar geta verið hundrað og allt upp í nokkur þúsund kílómetrar að lengd en mun þynnri, ekki nema nokkur hundruð metrar. Algengast er að norðurljósin eigi upptök sín í 90-130 km hæð en þó getur rauði hluti norðurljósanna mælst alveg niður í 70 km hæð og upp fyrir 300 km hæð.
Norðurljós eru tíðust innan beltis sem kallast norðurljósakraginn eða norðurljósabeltið. Norðurljósabeltið er um 2000 km frá segulpólnum og um 500 km breitt en breikkar og færist á suðlægari breiddargráður við segulstorma. Stórir segulstormar eru algengastir við hámark sólblettasveiflunnar og næstu þrjú til fjögur árin á eftir.
Ef beltið liggur yfir Íslandi og er rauðleitt eru góðar líkur á að norðurljós séu á himni.
Hægt er að sjá norðurljósin hvar sem er á íslandi, að því gefnu að norðurljósabeltið sé yfir landinu, himinninn heiðskír og úti sé myrkur. Líkt og við á um stjörnuskoðun er best að fara út fyrir ljósmengun borgar og bæja til að njóta norðurljósanna í allri sinni dýrð.
Hægt er að fylgjast með því hvenær norðurljósin sjást á Stjörnufræðivefnum. https://www.stjornufraedi.is/stjornuskodun/naeturhimininn/nordurljosaspa
