Hiện tượng quang học này xảy ra trong khí quyển trái đất ở khu vực lân cận đĩa sáng mặt trời hoặc mặt trăng khi thời tiết khô, ít hơi nước, trên tầng cao của khí quyển chỉ có mật độ thấp các hạt băng (nước đá).
Ánh sáng từ mặt trời hoặc mặt trăng (do mặt trời chiếu sáng) khi đi vào khí quyển xuyên qua các tinh thể có dạng lục giác này bị khúc xạ.
Từ đó, gây nên hiện tượng giống như khi đi qua một thấu kính phân kì, tạo thành một vòng sáng trắng có bán kính khoảng 22 độ (độ rộng đường kính 44 độ) quanh đĩa sáng.
Theo nhà nghiên cứu Đặng Vũ Tuần Sơn, hiện tượng này thường được quan sát phổ biến ở mặt trăng và ít gặp hơn ở mặt trời.Tuy vậy, đây cũng không phải hiện tượng quá hiếm và không quá khó hiểu.
Đối với quầng của mặt trăng, chính vì nó xảy ra vào thời điểm không khí ít hơi nước, khó mưa nên người ta thường nói: “Trăng quầng trời hạn, trăng tán trời mưa”.