Το βόρειο σέλας είναι το φωτεινό ουράνιο φαινόμενο, που λαμβάνει χώρα στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας της Γης, αλλά και στις ατμόσφαιρες άλλων πλανητών. Ονομάζεται και Πολικό Σέλας, καθώς παρατηρείται κυρίως στις πολικές περιοχές, τόσο στο Βόρειο, όσο και στο Νότιο Ημισφαίριο, αποκαλούμενο ανάλογα Βόρειο Σέλας και Νότιο Σέλας.

Το φαινόμενο παρουσιάζει ποικιλία χρωμάτων και σχεδίων, με αιφνίδιες εμφανίσεις και με γρήγορες σχετικά μεταμορφώσεις. Η εμφάνιση του Σέλαος, αν και πολύ σπάνια για παραμεσόγειες χώρες, κίνησε το ενδιαφέρον των ανθρώπων από την αρχαιότητα και ήταν γνωστό στους αρχαίους Έλληνες. Πρώτος επιστημονικά παρατηρητής του φαινομένου φέρεται να είναι ο Αριστοτέλης που, όπως αναφέρει στα Μετεωρολογικά (Α’,5),: «Φαίνεται δέ ποτε συνιστάμενα νύκτωρ αἰθρίας οὔσης πολλὰ φάσματα ἐν τῷ οὐρανῷ…, ἡμέρας μὲν οὖν ὁ ἥλιος κωλύει, νυκτὸς δ’ ἔξω τοῦ φοινικοῦ (δηλαδή του ιώδους), τὰ ἄλλα δι’ ὁμόχροιαν οὐ φαίνεται», που σημαίνει ότι πρέπει να είχε παρατηρήσει έντονα το φαινόμενο του Σέλαος κατά τη διάρκεια αίθριας νύκτας. Η φωτοβολία της ατμόσφαιρας, πάντα κατά τον Αριστοτέλη, δεν είναι ομοιογενής, αλλά τα φάσματα του φαινομένου αυτού παρουσιάζουν χάσματα.

Τέτοια φαινόμενα, τα οποία γενικά ονομάζονται aurorae, δημιουργούνται από τη σύγκρουση φορτισμένων σωματιδίων, κυρίως ηλεκτρονίων αλλά και πρωτονίων, προερχόμενα από το διάστημα που παγιδεύονται στο μαγνητικό πεδίο της Γης.

Το βόρειο σέλας παρατηρείται συχνότερα κατά μήκος ζώνης, της οποίας το κέντρο απέχει από τον πόλο περίπου 10 μοίρες, ενώ ακριβώς πάνω από τον πόλο εμφανίζεται πολύ αραιότερα. Το κέντρο της ζώνης εμφάνισης του Βόρειου Σέλαος βρίσκεται κοντά στη βορειοδυτική ακτή της Γροιλανδίας και, άρα, πιο κοντά στην Αμερικανική ήπειρο, παρά στην Ευρώπη και αυτό γιατί η ζώνη αυτή εκτείνεται μέχρι γεωγραφικό πλάτος 57 περίπου μοιρών προς τον Καναδά, ενώ μέχρι 77 στην Ευρώπη. Έτσι, όσο νοτιότερα απομακρυνόμαστε από αυτή τη ζώνη, τόσο σπανιότερη γίνεται και η εμφάνιση του φαινομένου.

Επικρατέστερο χρώμα του Σέλαος είναι γενικά το λευκό.

Όταν όμως παρατηρείται χρωματισμένο, τότε το κόκκινο επικρατεί στο χαμηλότερο άκρο των ακτίνων που πέφτουν κάθετα, το πράσινο στο ανώτερο και, μεταξύ αυτών, το κίτρινο, που γρήγορα εξαφανίζεται. Από τη φασματοσκοπική ανάλυση του φωτός των Σελάων, παρατηρήθηκαν εντός του φάσματος αυτών 150 γραμμές, από τις οποίες η φωτεινότερη και σταθερότερη ανήκει στο στοιχείο κρυπτόν, ως και στο οξυγόνο και στο άζωτο. Μέχρι την 10ετία του ’50 υπήρχαν μόνο θεωρίες περί της αιτίας της δημιουργίας του, όχι όμως και μακριά από την πραγματικότητα. Επικρατέστερη θεωρία ήταν εκείνη του Αρένιους, όπου το Σέλας προέρχεται από ακτινοβολούμενο, από τον Ήλιο, κονιορτό, από σώματα αρνητικά ηλεκτρισμένα, τα οποία, κατά την είσοδό τους στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, προκαλούν φωτεινά φαινόμενα, ανάλογα με εκείνα που παρατηρούνται στους σωλήνες Kρούκς.

Με την εξέλιξη όμως των επιστημών και των μέσων έρευνας, η δεσπόζουσα θεωρία που αποδείχθηκε και πειραματικά είναι ότι, γενεσιουργός αιτία καθίσταται ο βομβαρδισμός των υψηλών ατμοσφαιρικών στρωμάτων, από ηλεκτρόνια που προέρχονται από τη συνεχή ροή φορτισμένων σωματίων από τον Ήλιο, που ονομάζεται ηλιακός άνεμος.

Η πλειονότητα των φορτισμένων αυτών σωματίων, που είναι κυρίως πυρήνες υδρογόνου και ηλεκτρόνια, εκτρέπονται από το μαγνητικό πεδίο της Γης. Ωστόσο, σημαντικό μέρος τους εισχωρεί στη γήινη μαγνητόσφαιρα, όπου επιταχύνεται σε μεγάλες ενέργειες από ηλεκτρομαγνητικά πεδία κατά τη διάρκεια μαγνητικών καταιγίδων. Ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας και μικρής γωνίας κλίσης ως προς τις μαγνητικές γραμμές, φτάνουν μέχρι την ανώτερη ατμόσφαιρα, όπου διεγείρουν άτομα οξυγόνου και αζώτου. Η διέγερση επιτελείται με την μετατόπιση των ηλεκτρονίων αυτών των ατόμων σε ανώτερες ενεργειακές στοιβάδες, όπου όμως δεν μπορούν να παραμείνουν για πολύ. Με την επάνοδο στην αρχική τους κατάσταση εκπέμπουν την περίσσεια ενέργειας με τη μορφή φωτός. Το χρώμα του φωτός εξαρτάται από το είδος του ατόμου που διεγείρεται και από την ενεργειακή διαφορά των στοιβάδων διέγερσης και ηρεμίας των ηλεκτρονίων του ατόμου.