Реальні форми полярних сяйв важко класифікувати тому найбільш уживані наступні терміни:

• Спокійні однорідні дуги або смуги. Дуга звичайно простирається на ~1000 км у напрямку геомагнітної паралелі (у напрямку на Сонце в полярних районах) і має ширину від одного до декількох десятків кілометрів. Смуга – це узагальнення поняття дуги, вона звичайно не має правильної дугоподібної форми, а згинається у виді букви S або у виді спіралей. Дуги і смуги розташовуються на висотах 100–150 км.
• Промені полярного сяйва. Цей термін відноситься до авроральної структури, витягнутої уздовж магнітних силових ліній, з довжиною по вертикалі від декількох десятків до декількох сотень кілометрів. Довжина променів по горизонталі невелика, від декількох десятків метрів до декількох кілометрів. Звичайно промені спостерігаються в дугах або як окремі структури.
• Плями або поверхні. Це ізольовані області світіння, що не мають визначеної форми. Окремі плями можуть бути зв'язані між собою.
• Вуаль. Незвичайна форма полярного сяйва, що представляє собою однорідне світіння, яке покриває великі ділянки небосхилу.

За структурою полярні сяйва підрозділяються на однорідні, поверхневі і променисті. Використовуються різні терміни; пульсуюча дуга, пульсуюча поверхня, дифузійна поверхня, промениста смуга, драпрі і т.д. Існує класифікація полярних сяйв по їх кольору. По цій класифікації полярні сяйва типу

• А. Верхні частини або цілком мають червоний колір (6300–6364 Å). Вони звичайно з'являються на висотах 300–400 км при високій геомагнітній активності.
• Полярні сяйва типу В пофарбовані в нижній частині в червоний колір і зв'язані зі світінням смуг першої позитивної системи N₂ і першої негативної системи О₂. Такі форми сяйва з'являються під час найбільш активних фаз полярних сяйв.

Зони полярних сяйв – це зони максимальної частоти появи сяйв у нічний час, за даними спостерігачів у фіксованій точці на поверхні Землі. Зони розташовуються на 67° північної і південної широти, а їхня ширина складає близько 6°. Максимум появ полярних сяйв, що відповідає даному моментові геомагнітного місцевого часу, відбувається в овалоподібних поясах (овал полярних сяйв), що розташовуються асиметрично навколо північних і південного геомагнітних полюсів. Овал полярних сяйв фіксований у координатах широта – час, а зона полярних сяйв є геометричним місцем точок опівнічної області овалу в координатах широта – довгота. Овальний пояс розташовується приблизно на 23° від геомагнітного полюса в нічному секторі і на 15° у денному секторі.

Овал полярних сяйв і зони полярних сяйв. Розташування овалу полярних сяйв залежить від геомагнітної активності. Овал стає ширше при високій геомагнітній активності. Зони полярних сяйв або границі овалу полярних сяйв краще представляються значенням L 6,4, чим дипольними координатами. Геомагнітні силові лінії на границі денного сектора овалу полярних сяйв збігаються з магнітопаузою. Спостерігається зміна положення овалу полярних сяйв у залежності від кута між геомагнітною віссю і напрямком Земля – Сонце. Овал полярних сяйв визначається також на основі даних про висипання часток (електронів і протонів) визначених енергій. Його положення може бути незалежно визначене за даними про каспах на денній стороні й у хвості магнітосфери. Добова варіація частоти появи полярних сяйв у зоні полярних сяйв має максимум у геомагнітну північ і мінімум у геомагнітний полудень. На приекваторіальній стороні овалу частота появи полярних сяйв різко зменшується, але форма добових варіацій зберігається. На приполюсній стороні овалу частота появи полярних сяйв зменшується поступово і характеризується складними добовими змінами.

Інтенсивність полярних сяйв визначається вимірюванням поверхні яскравості. Поверхня яскравості I полярного сяйва у визначеному напрямку визначається сумарною емісією 4pI фотон/(см²· с). Тому що ця величина не є істинною поверхневою яскравістю, а являє собою емісію зі стовпа, звичайно при дослідженні полярних сяйв використовують одиницю фотон/(см²•стовп.•с). Звичайна одиниця для виміру сумарної емісії – Рэлей (Рл) рівний 10⁶ фотон/(см²•стовп.•с). Ця класифікація не може бути використана для сяйв червоного кольору. Овал полярних сяйв являє собою область найбільш інтенсивного впливу сонячного вітру на верхню атмосферу Землі. Інтенсивність полярних сяйв найбільша саме в овалі, а за його динамікою ведуться безперервні спостереження за допомогою супутників.

Стійка авроральна червона дуга, інакше називана як середньоширотна червона дуга або М-дуга, являє собою субвізуальну (нижче межі чутливості ока) широку дугу, витягнуту зі сходу на захід на тисячі кілометрів і що оперізує, можливо, усю Землю. Широтна довжина дуги 600 км. Випромінювання стійкої авроральної червоної дуги практично монохроматичне в червоних лініях l 6300 Å і l 6364 Å. Недавно повідомлялося також про слабкі емісійні лінії l 5577 Å (OI) іl 4278 Å (N⁺₂) Стійкі червоні дуги класифікуються як полярні сяйва, але вони виявляються на набагато вищих висотах. Нижня границя розташовується на висоті 300 км, верхня межа близько 700 км. Інтенсивність спокійної авроральной червоної дуги в емісії l 6300 Å складає від 1 до 10 крл (типова величина 6 крл). Поріг чутливості ока на цій довжині хвилі близько 10 крл, так що дуги рідко спостерігаються візуально. Однак, спостереження показали, що їхня яскравість складає >50 крл у 10% ночей. Звичайний час життя дуг біля однієї доби, і вони рідко з'являються в наступні дні. Радіохвилі від супутників або радіоджерел, що перетинають стійкі авроральні червоні дуги, піддані мерехтінням, що вказує на існування неоднорідноістей електронної щільності. Теоретичне пояснення червоних дуг полягає в тому, що нагріті електрони області F іоносфери викликають збільшення атомів кисню. Супутникові спостереження показують збільшення електронної температури уздовж силових ліній геомагнітного поля, що перетинають стійкі авроральні червоні дуги. Інтенсивність цих дуг позитивно корелює з геомагнітною активністю (бурями), а частота появи дуг – із сонячною активністю.

Мінливе полярне сяйво. Деякі форми полярних сяйв підпорядковані квазіперіодичним і когерентним тимчасовим варіаціям інтенсивності. Ці полярні сяйва з приблизно стаціонарною геометрією і швидкими періодичними варіаціями, які відбуваються синфазно, називаються мінливими полярними сяйвами. Вони класифікуються як полярні сяйва форми р за даними Міжнародного атласу полярних сяйв:

• р₁ (пульсуюче полярне сяйво) являє собою світіння з однорідними фазовими варіаціями яскравості за усією формою полярного сяйва. По визначенню, в ідеальному пульсуючому полярному сяйві просторова і тимчасова частини пульсації можуть бути розділені, тобто яскравість I(r,t) = I_s(r)·I_T. У типовому полярному сяйві р₁ відбуваються пульсації з частотою від 0,01 до 10 Гц низької інтенсивності (1–2 крл). Більшість полярних сяйв р₁ – це плями або дуги, що пульсують з періодом у кілька секунд.
• р₂ (полум'яне полярне сяйво). Цей термін звичайно використовується для позначення рухів, подібним язикам полум'я, що заповнює небосхил, а не для опису окремої форми. Сяйва мають форму дуг і звичайно рухаються нагору з висоти 100 км. Ці полярні сяйва відносно рідкісні і частіше відбуваються за межами полярних сяйв.
• р₃(мерехтливе полярне сяйво). Це полярні сяйва зі швидкими, іррегулярними або регулярними варіаціями яскравості, що створюють враження мерехтливого полум'я на небозводі. Вони з'являються незадовго до розпаду полярного сяйва. Частота варіацій, що спостерігається звичайно, для р₃ дорівнює 10 ± 3 Гц..

Струмливе полярне сяйво, що відноситься до іншого класу пульсуючих полярних сяйв з іррегулярними варіаціями яскравості, які швидко рухаються горизонтально в дугах і смугах полярних сяйв. Мінливе полярне сяйво - це одне із сонячно-земних явищ, що супроводжуює пульсації геомагнітного поля й аврорального рентгенівського випромінювання, викликані висипанням часток сонячного і магнітосферного походження. Світіння полярної шапки характеризується великою інтенсивністю смуги першої негативної системи N⁺₂ (л 3914 Å). Звичайно ці смуги N⁺₂ інтенсивніше зеленої лінії OI l 5577 Å в п'ять разів, абсолютна інтенсивність світіння полярної шапки складає від 0,1 до 10 кРл (звичайно 1–3 кРл). При цих сяйвах, що з'являються в періоди ППШ, однорідне світіння охоплює всю полярну шапку аж до геомагнітної широти 60° на висотах про 30 до 80 км. Воно генерується переважно сонячними протонами і d -частками з енергіями 10–100 Мев, що створюють максимум іонізації на цих висотах. Існує й інший тип світіння в зонах полярних сяйв, називаний мантійним полярним сяйвом. Для цього типу аврорального світіння добовий максимум інтенсивності, що приходиться на ранкові години, складає 1–10 крл, а мінімум інтенсивності в п'ять разів слабкіший. Спостереження мантійних полярних сяйв нечисленні, їхня інтенсивність залежить від геомагнітної і сонячної активності.

Світіння атмосфери визначається як випромінювання, що утворено і випромінюється атмосферою планети. Це нетеплове випромінювання атмосфери, за винятком емісії полярних сяйв, блискавичних розрядів і випромінювання метеорних слідів. Цей термін використовується стосовно до земної атмосфери (нічне світіння, сутінкове світіння і денне світіння). Світіння атмосфери складає тільки частину наявного в атмосфері світла. Іншими джерелами є світло зірок, зодіакальне світло і денне розсіяне світло Сонця. Часом світіння атмосфери може складати до 40% загальної кількості світла. Світіння атмосфери виникає в атмосферних шарах різних висот і товщини. Спектр світіння атмосфери охоплює довжини хвиль від 1000 Å до 22,5 мкм. Основна лінія випромінювання у світінні атмосфери – l 5577 Å, що з'являється на висоті 90–100 км у шарі товщиною 30–40 км. Виникнення світіння обумовлене механізмом Чемпена, заснованим на рекомбінації атомів кисню. Інші емісійні лінії – це л 6300 Å, що з'являються у випадку диссоціативної рекомбінації О⁺₂ і емісії NI l 5198/5201 Å і NI l 5890/5896 Å. Інтенсивність світіння атмосфери виміряється в Рэлеях. Яскравість (у Рэлеях) дорівнює 4 pW, де W – кутова поверхня яскравості випромінюючого шару в одиницях 10⁶ фотон/(см²·стер·с). Інтенсивність світіння залежить від широти (по-різному для різних емісій), а також міняється протягом доби з максимумом поблизу напівночі. Відзначено позитивну кореляцію для світіння атмосфери в емісії l 5577 Å з числом сонячних плям і потоком сонячного випромінювання на довжині хвилі 10,7 див. Світіння атмосфери спостерігається під час супутникових експериментів. З космічного простору воно виглядає як кільце світла навколо Землі і має зеленуватий колір.