Halojen synty

Haloilmiöt syntyvät valon heijastuessa tai taittuessa ilmassa leijuvista jääkiteistä. Ne näkyvät valolähteen, yleensä auringon, mutta myös kuun tai keinovalojen ympärille ryhmittyneenä. Yleisin jääkide halojen takana on kuusisivuinen eli heksagoninen jääkide. Näitä jääkiteitä esiintyy Suomen oloissa yleensä yläpilvissä, noin 7-10 km korkeudessa. Talvella jääkiteitä esiintyy myös maanpinnan tasolla saartaen havaitsijan välkkeellään.

Syntyvän halomuodon ulkonäköön vaikuttaa se, millainen jääkide on, millaisessa asennossa se on ilmassa ja miten siihen osunut valo kulkee sen läpi. Lisäksi myös valolähteen korkeus horisontista vaikuttaa eräiden halojen ulkoasuun ja siihen, voiko jotain haloa edes nähdä.

Valoreitti

Kun valonsäde osuu jääkiteen pintaan, osa siitä heijastuu pois ja osa taittuu pinnan läpi jääkiteen sisälle. Jos jääkide on asennoitunut ilmassa sopivasti, voi heijastunut valonsädekin aiheuttaa halon. Pinnan läpi taittunut valo hajoaa spektrin väreihin. Kun spektrin väreihin hajonnut valo osuu jääkiteen toiseen pintaan, se jälleen joko heijastuu tai taittuu pinnan läpi ulos kiteestä. Ulos menevä valo hajoaa edelleen spektrin väreihin ellei pinnat olleet samansuuntaisia. Ulos mennyt valo näkyy jonkin tietyn halon suunnassa ollen osa kyseistä haloa. Kiteen sisällä heijastunut säde voi kimpoilla useaan kertaan ennen ulospääsyä. Tällaiset pitkät valoreitit ovat usein harvinaisten halojen taustalla. Riippuen valoreitistä, seurauksena voi olla värikäs halo, mutta myös valkea halo on mahdollinen kun heijastukset kumoavat taittumisen. 

Liiketilat

Jääkiteen liiketila on merkittävä tekijä halojen syntyyn. Jääkide voi olla satunnaisesti asennoitunut, eli sen voi kuvitella pyörivän ilmassa aivan vapaasti. Käytännössä yksittäisen kiteen ei tarvitse pyöriä ilmassa, riittää kun kidepilvestä löytyy kiteitä, joiden asennot poikkeavat toistensa asennoista. 

Laattamainen jääkide voi asennoitua ilmassa horisonttaalisesti eli sen päädyt ovat vaakasuorassa. Laattajääkiteellä on myös harvinaisempi ns. Lowitz-asento, jossa yksi jääkiteen a-akseleista (kahden vastakkaisen sivusärmän kautta kulkeva akseli) on horisonttaalisesti, mutta muuten kide keinuu tai pyörii tämän akselin ympäri. 

Pylväsjääkide voi asennoitua joko ns. sivuava-asentoon eli sen pääakseli on horisonttaalisesti, mutta muut suunnat ovat vapaina. Tai sitten pylväsjääkide asennoituu ns. Parry-asentoon eli sen pääakseli, mutta myös yksi a-akseleista on horisonttaalisesti. Toisin sanoen kiteen päädyt ovat pystysuorassa ja kaksi sen sivutahkoa on vaakasuorassa.