1619年，伽利略以罗马神话的曙光女神奥罗拉(Aurora)之名创造出"aurora borealis"一词。伽利略解释极光是由反射从地球上上升蒸气的太阳光。法国数学家皮埃尔·伽桑狄在1621年以希腊语的北风称之为"Boreas"。

　　沃尔特·威廉·布赖恩特在他的书《开普勒》(1920)一书中写第谷·布拉赫“认为顺势疗法医师似乎有什么东西，他怀疑是硫，治愈了北极光的硫磺蒸气带来的传染性疾病”。

　　1741年，欧罗夫·休尔特和安德斯·摄尔修斯观测到出现在头顶上方的极光，并描述为受到磁场控制。这表示(以后获得证实)大电流会与极光有所关联，流出的区域就是极光的源头。

　　本杰明·富兰克林认为“神秘的北极光”是北极地区被水和其它的湿气增强了浓度而强化的带电粒子。

　　19世纪中后期，伊莱亚斯·罗密士(1860)和稍晚的赫尔曼·费茨(Hermann Fritz, 1881)先后详细叙述极光与磁场的关系。

　　1882年，特隆欧尔(S. Tromholt)确定极光主要出现在围绕地球磁极约2,500公里半径的环形"极光带"。在距离磁极约2,000公里的地理北极则几乎不曾出现过极光。暂态分布的极光("极光椭圆")) 则稍有不同，中心会由磁极向夜侧偏移3-5度，所以当磁极位于太阳和观测者之间对齐时，毫无疑问的极光弧在子夜会最偏向赤道的方向。这也是观赏极光最佳的时段，称为磁性子夜。

　　1896年，克里斯蒂安·伯克兰提出极光起因于来自太阳所发射的带电粒子束。他在真空室中放入一个磁化的球(代表微型地球的"terrellas"球)，以电子射束进行实验，表明电子将被引导至极区。这个模型的问题是极光本身没有极性，还有更多负电荷本身的自我分散性等，并且缺乏任何在太空中的观测证据。极光是太阳风粒子受到地球磁场的导引，在地球大气层顶的高处产生。这对极光尖点是正确的，但是在尖点之外，太阳风并未直接接近。此外，太阳风的能量主要是驻留在正离子，电子只有0.5Ev(电子伏特)，而在尖点虽然会升高至50-100eV，但依然没有达到极光的能量。

　　1908年，克里斯蒂安·伯克兰推论电流是沿着东西方向的极光弧流动的，流向是从白天侧朝向(大致)子夜，后来被称为"极光电流"(参见伯克兰电流)。

　　约在1962年时，詹姆斯·范·艾伦及其同事提出“漏桶理论”，认为极光是从范艾伦辐射带溢出的，以反驳极光的高能量散逸会很快地耗尽辐射带。不久之后，事实显示被困在辐射带中大份都是带正电的离子，而极光中的粒子几乎都是相对能量较低的电子。

　　1970年代，美国天体物理学家琼·费曼推论极光是地球磁层和太阳风发生相互作用的产物。她的工作结果来自“探险家33号”("Explorer 33")太空船搜集的资料。

　　2007年2月，美国国家航空航天局“西蜜斯卫星任务”("THEMIS")的5个人造卫星群成功发射升空。3月在阿拉斯加和加拿大上空侦测到北极光出现两小时，同一时间卫星也侦测到带电粒子流接触到北极磁场，并首度测到扭曲磁场的结构。美国加州大学洛杉矶分校的安吉罗波洛斯根据卫星传回的数据推断：太阳释放的带电粒子像一道气流飞向地球，碰到北极上空磁场时又形成若干扭曲的磁场，带电粒子的能量在瞬间释放，以灿烂眩目的北极光形式呈现。其研究结果已于2007年12月9日在“美国地球物理联合会”的学术会议中发表。

　　2008年2月26日，西蜜斯探测器得以确定，这是第一次，启动磁层副暴的触发器。五艘探测器中的二艘定位在到月球距离三分之一处，测量的事件显示磁重联事件发生在极光强化之前96秒。西蜜斯的专案负责人，加利福尼亚大学洛杉矶分校的Vassilis Angelopoulos博士宣称：“我们的资料清楚地显示，这是第一次，磁重联是触发器。”。