Revontulten alkuperäinen energianlähde on Aurinko, vaikka itse revontulivalo syntyykin Maan yläilmakehässä noin 100–200 kilometrin korkeudella.
Auringosta lähtee koko ajan hiukkasia avaruuteen. Tämän aurinkotuuleksi kutsutun virran hiukkasia päätyy myös Maan ilmakehään. Siellä revontulivaloa synnyttävä prosessi on periaatteessa sama kuin esimerkiksi loisteputkessa: Ylhäältä alaspäin Maan magneettikentän suuntaisesti syöksyvät elektronit törmäävät ionosfäärin happiatomeihin ja typpimolekyyleihin, jotka virittyvät hetkeksi korkeampaan energiatilaan. Viritystilan purkautuessa viritysenergia vapautuu fotonina eli valona.
Yläilmakehään satavien hiukkasten nopeudet ovat jopa 1000 kilometriä sekunnissa. Viritystilojen purkautuessa syntyvän valon väri riippuu virittyneen hiukkasen laadusta ja sen törmäyksessä saamasta energiasta: happiatomien viritystiloissa syntyy vihreä ja punainen valo, kun taas typpimolekyylit vastaanottavat ja luovuttavat sinertävän sävyisen valokvantin verran energiaa.
