Los colores de la aurora están determinados por la composición de los gases en la atmósfera de la Tierra, la altitud a la que se produce la aurora, la densidad de la atmósfera y el nivel de energía solar involucrado.
El verde, el color más común visto desde el suelo, se produce cuando las partículas cargadas de energía colisionan con el oxígeno a altitudes más bajas (alrededor de 100-300 km). Ocasionalmente, el borde inferior de una aurora tendrá una franja rosada o carmesí, que es producida por moléculas de nitrógeno (alrededor de 100 km).
Más alto en la atmósfera (300-400 km), las colisiones con átomos de oxígeno producen rojos en lugar de verdes. Como la atmósfera es menos densa a mayor altura, se necesita más energía y más tiempo para producir luz roja (hasta dos minutos), mientras que la luz verde se puede generar rápidamente a altitudes más bajas (aproximadamente un segundo).
El hidrógeno y el helio también pueden producir azul y púrpura, pero esos colores tienden a ser difíciles de ver en el cielo nocturno.