Zorze polarne są wynikiem zaburzeń w magnetosferze spowodowanych wiatrem słonecznym. Te zaburzenia są czasami wystarczająco silne, aby zmienić trajektorie naładowanych cząstek zarówno w wietrze słonecznym, jak iw plazmie magnetosferycznej. Cząstki te, głównie elektrony i protony, wytrącają się w górnych warstwach atmosfery (termosfera / egzosfera).
Powstała jonizacja i wzbudzenie składników atmosferycznych emituje światło o różnym kolorze i złożoności. Forma zorzy polarnej, występująca w pasmach wokół obu regionów polarnych, zależy również od wielkości przyspieszenia nadanego wytrącającym się cząstkom. Wytrącające się protony generalnie wytwarzają emisje optyczne w postaci przypadkowych atomów wodoru po uzyskaniu elektronów z atmosfery. Zorze protonowe są zwykle obserwowane na niższych szerokościach geograficznych.
Większość planet w naszym Układzie Słonecznym, niektóre naturalne satelity, brązowe karły, a nawet komety również posiadają zorze polarne.