夜光云存在的时间从几分钟到几个小时。强夜光云的亮度相当于国际二级极光亮度；弱夜光云一般用肉眼看不见，只有用紫外或红外光学仪器观察。 对夜光云的研究，可揭示中间层顶的大气结构、大气波动和化学过程等的规律。

据科学家报告，北半球夜光云的出现近年来变得越来越频繁和广泛。在19世纪中叶，夜光云大多出现在高纬度地区。然而，近年来，研究人员已经在美国犹他州南部、科罗拉多州和内布拉斯加州发现了夜光云。

一些研究人员认为称，这是温室效应引起气温升高的一个迹象。人类活动使地球大气中的甲烷变得越来越更多。当甲烷进入上层大气后，它会在一系列复杂的化学反应后被氧化，形成水蒸汽。这些水蒸汽会形成更多的冰晶，从而促进夜光云的形成。

条带型夜光云夜光云在春季和夏季最常见，因为这两个季节温度较高，有更多的水汽从较低的大气层被吹送至上层大气，并与大气中的微尘相混合。对流层中气温最高的月份就是中间层气温最低的月份，而低温是夜光云形成的原因之一。

夜光云的成因科学界还有争议，科学家认为这与陨星灰尘、全球气温转暖、火箭气体排放、大气层气体成份或者温度的变化以及太阳自转密切相关。 

一般认为，要形成夜光云一般都需要有三个条件：低温、水蒸汽和尘埃，这样水蒸汽才能凝结成极小的冰晶。

夜光云是一种形成于中间层的云，距地面的高度一般在80km左右。这种罕见的云只有在高纬度地区（50-65）的夏季才能看见。

根据目前（2012年7月）的观察结果，夜光云（NLCs）的主要类型有四种：面纱型（veil）、条带型（bands）、波浪型（waves）和旋涡型（whirls）。

旋涡型夜光云夜光云看起来有点像卷云，但比它薄得多，而且颜色为明亮的银白色或蓝色，出现在日落后太阳与地平线夹角在6～16度之间的时候。如果太早会因为其太薄而看不见，而太迟了它也会落到地球的阴影之中去。

波浪型夜光云夜光云是由水冰构成，且较为稀薄，普遍出现在上层大气层的极地中层云，可以在深沉的曙暮光中看见。它们通常在夏天的月份出现在赤道南北纬度50度至70度之处，只有当太阳在地平线下时才能看见。

夜光云是位置最高的云，位于中气层，高度在76千米至85千米。它们通常很暗淡而难以看见，只有当阳光从地平线下渗入，而大气层的低层已经在地影中时才能看见。夜光云还没有被完全了解，它是最近（21世纪初）才发现的气象现象，在1885年之前没有任何的记录。

夜光云只能在特定的条件下形成，它们的出现可以作为高空大气变化的敏感指标。它们是相对较新的分类，因此在发现的频率、亮度和范围都在逐渐增加。理论上认为这种增加与气候变化有关。