從1886年最早發現紅色精靈到以後的100年間沒有任何的文字圖像資料證明這種壯觀的大氣閃光現象形成的原因，直到1989年7月時任明尼蘇達綜合大學的物理學教授JohnR.才記錄了紅色精靈的影象，從此揭開了蒙在紅色精靈臉上100多年的神秘面紗。
紅色精靈和藍色噴流是壹種伴隨雷暴發生時的壹種特殊的大氣放電現象，通常發生在雷雨雲層頂離地面約三十到九十公裏的高空。紅色精靈上半部是紅色，底部則漸漸轉變為藍色，寬度約在五到十公裏內，可持續約數毫秒到壹百毫秒的時間。由於這些發光體的顏色是紅色，且在空中出現的時間不到三十分之壹秒，有如鬼魅壹般難以捉摸，所以科學家稱它們為“紅色精靈”。
藍色噴流是美國阿拉斯加大學教授WESCOTT等人，壹九九四年夏天用飛機進行紅色精靈觀測時意外發現的，形狀很像是從噴嘴高速射出的噴流，所以被命名為藍色噴流。除了它的顏色是藍色之外，藍色噴流持續發光平均時間約零點三秒，比紅色精靈要長約二十倍，另外藍色噴流可以很明顯看出發光的噴流從雲層中間向高空噴出，與紅色精靈是在高空發光，沒有噴射現象完全不同紅色精靈中還有壹種特殊的類型就是淘氣精靈[有譯文翻譯為頑皮精靈或矮子]就如同紅色精靈壹樣，是壹種由閃電所引發的高空發光的現象，它具有火紅色、向外擴張的圈圈環形。其成因是雲對地閃電所發出的電磁脈沖，傳遞到電離層的底部後，加熱該處的分子並使它們發出紅色輝光。更精確地說，這種強烈的電磁脈沖是以雲對地閃電為中心，以光速傳遞的電波。當這個電磁脈沖向上傳遞的部分(圓殼部分)傳到約為75至100公裏的高度時，電磁波的電場加速電子，這些被加速後的電子會撞擊空氣分子並將其提升至可以發光的激發狀態。因而產生了以球殼和臨界層之交點為軸心，向外擴張的圈圈狀光環。
紅色精靈和藍色噴流最早是在1886年被發現，但壹直沒有明確的資料證明與雷暴和閃電的關系。直到1989年7月6日時任明尼蘇達綜合大學的物理學教授JohnR.利用壹臺低光度攝影機記錄了壹道跳躍的火焰。在回放時他和他的兩名研究生驚訝的發現在圖象中有兩個巨型的閃光出現在北明尼蘇達的天空上。之後他們很快的證明了紅色精靈和藍色噴流是在雷雲之上的壹種特殊的閃電，也揭開了紅色精靈和藍色噴流近壹個世紀的神秘面紗。
“紅色精靈”是近年來所發現數種由閃電所引發的中高空發光現象之壹，其可能的成因簡示如下：壹般閃電是源自帶著負電荷的雲層底部，並向下落至地表。偶爾，閃電是源自雲層頂端積蓄的大量正電荷，因此閃電發生後，電離層和雲層頂有著很強大的電場，因此吸引著電子向上移動。在移動的過程中會和氣體分子碰撞，如果產生的電場夠強而且周圍的空氣夠稀薄，在和空氣分子撞擊之前，電子可以獲得相當高的能量，當電子撞擊空氣分子，會把它們撞到激發狀態，讓分子發出輝光，產生紅色精靈這種高空短暫發光現象。理論上，這種現象發生於40至90公裏的高空中。最亮的紅色精靈人類的肉眼就可以看見，但長久以來並不為人們所知，追究其原因在於它是發生在極端明亮的雲對地閃電之後，因此上述的現象並不會特別引起科學家們的註意。紅色精靈發光的時間通常持續不到三十分之壹秒，亮度通常也不很明亮，出現的機會相當低，因此，科學家必須使用高感光度的攝影機，持續對雷雨雲的上空錄像，才能紀錄到這種高空短暫發光現象。1994年Sentman和Wescott第壹次記錄到‘藍色噴流’這種怪異的現象，他們是飛機在高空中飛越強烈的風暴之上，為捕捉紅色精靈期間利用高靈敏度的照相機意外拍攝到的。由這些照片可以得知這種光以秒速120公裏自雲層頂端向上噴出，目前研究學者們正致力於找出可完整的解釋其成因的理論。
國際上已經有超過20個組織和團體在世界不同的地方研究紅色精靈這壹現象，除著名的NASA和明尼蘇達大學外位於美國科羅拉多州的Sky-Fire公司在大氣物理研究和對紅色精靈的研究也卓有成就，Sky-Fire公司對紅色精靈和藍色噴流有著大量和細致的研究，並且也有專門的人員負責調查和收集世界各地關於紅色精靈和藍色噴流方面的資料.目前，在我國臺灣省也有壹支由成功大學物理系和其它學術團體組成的紅色精靈研究團隊，在高空大氣閃電的研究方面也有很大的成就。