星明かりが地球の大気を通り抜けると、さまざまな密度（温度差）と乱流の気流で空気のポケットに遭遇します。密度のこれらの変動は、小さなレンズとして機能し、星明かりを曲げて、それらを通過するにつれてわずかに方向を変えます。
この光の曲げは、星の位置に明らかな変化をもたらし、急速に移動またはちらつくように見えます。さらに、地球の表面近くの空気の温度と圧力の変化は、星明かりにさらに歪みを生じさせ、きらめく効果を高めます。
大気のシンチレーションは、地平線近くにある星で最も顕著です。これは、これらの星からの星明かりが、より高い高度の星と比較して、より多くの地球の大気を通り抜けるためです。光が乱流の雰囲気を通る距離が長いほど、シンチレーション効果が顕著になります。
対照的に、（天頂で）直接頭上の星は、光が雰囲気の短い経路を通り抜けるため、シンチレーションが少なくなります。その結果、それらはきらめくか、まったくきらめかないように見えます。
シンチレーションのレベルは、気象条件、温度の変動、星が観察される高度によって異なります。暑い夏の夕方や大気中に著しい風や乱流があるときなど、強い大気の活動を伴う夜に顕著です。
シンチレーションはしばしば星のきらめくに関連していますが、夜空の惑星や他の天体の外観にも影響を与える可能性があります。ただし、星と比較して明らかなサイズが大きいため、きらめく効果は一般に惑星の目立たないものではありません。
