Mentre la luce stellare viaggia attraverso l'atmosfera terrestre, incontra sacche d'aria con densità variabili (differenze di temperatura) e correnti d'aria turbolente. Queste variazioni di densità agiscono come minuscole lenti, facendo sì che la luce delle stelle si pieghi e cambi leggermente direzione mentre le attraversa.
Questa deflessione della luce provoca l'apparente spostamento della posizione della stella, facendola sembrare muoversi o tremolare rapidamente avanti e indietro. Inoltre, i cambiamenti nella temperatura e nella pressione dell’aria vicino alla superficie terrestre creano ulteriori distorsioni nella luce stellare, migliorando l’effetto scintillante.
La scintillazione atmosferica è più evidente per le stelle situate vicino all'orizzonte. Questo perché la luce stellare proveniente da queste stelle viaggia attraverso una parte maggiore dell'atmosfera terrestre rispetto alle stelle ad altitudini più elevate. Maggiore è la distanza che la luce deve percorrere attraverso l'atmosfera turbolenta, più pronunciato diventa l'effetto scintillante.
Al contrario, le stelle che sono direttamente sopra di loro (allo zenit) sperimentano meno scintillazione perché la loro luce viaggia attraverso un percorso più breve nell’atmosfera. Di conseguenza, sembrano brillare meno o non brillare affatto.
Il livello di scintillazione può variare a seconda delle condizioni meteorologiche, delle variazioni di temperatura e dell'altitudine alla quale si osservano le stelle. È più pronunciato nelle notti con forte attività atmosferica, come durante le calde serate estive o quando c'è vento o turbolenza significativa nell'atmosfera.
Sebbene la scintillazione sia spesso associata al luccichio delle stelle, può anche influenzare l’aspetto dei pianeti e di altri oggetti celesti nel cielo notturno. Tuttavia, a causa delle loro dimensioni apparenti maggiori rispetto alle stelle, l’effetto scintillante è generalmente meno evidente per i pianeti.
