Når stjernelys rejser gennem jordens atmosfære, støder det på luftlommer med varierende tætheder (temperaturforskelle) og turbulente luftstrømme. Disse variationer i tæthed fungerer som små linser, der får stjernelyset til at bøje og ændre retning lidt, når det passerer gennem dem.
Denne bøjning af lys resulterer i det tilsyneladende skift i stjernens position, hvilket får den til at se ud til at bevæge sig eller flimre hurtigt frem og tilbage. Derudover skaber ændringer i luftens temperatur og tryk nær Jordens overflade yderligere forvrængninger i stjernelyset, hvilket forstærker den blinkende effekt.
Atmosfærisk scintillation er mest mærkbar for stjerner placeret nær horisonten. Dette skyldes, at stjernelyset fra disse stjerner rejser gennem mere af Jordens atmosfære sammenlignet med stjerner i højere højder. Jo større afstand lyset skal rejse gennem den turbulente atmosfære, jo mere udtalt bliver scintillationseffekten.
I modsætning hertil oplever stjerner, der er direkte over hovedet (i zenit), mindre scintillation, fordi deres lys rejser gennem en kortere atmosfæres vej. Som et resultat ser de ud til at blinke mindre eller slet ikke.
Scintillationsniveauet kan variere afhængigt af vejrforhold, temperaturvariationer og den højde, hvor stjernerne observeres. Det er mere udtalt om nætter med stærk atmosfærisk aktivitet, såsom under varme sommeraftener, eller når der er betydelig vind eller turbulens i atmosfæren.
Mens scintillation ofte er forbundet med glitrende stjerner, kan det også påvirke udseendet af planeter og andre himmellegemer på nattehimlen. Men på grund af deres større tilsyneladende størrelser sammenlignet med stjerner, er den blinkende effekt generelt mindre mærkbar for planeter.