An sehr kalten Wintertagen mit einer Lufttemperatur unter -5 °C kann der in der Atmosphäre enthaltene Wasserdampf direkt vom gasförmigen in den festen Zustand übergehen. Diesen Vorgang nennt man Resublimation, und dabei bilden sich Eiskristalle in verschiedensten Formen. Je nach Temperatur und Luftfeuchtigkeit entstehen Eisnadeln, Dendriten (Schneesterne mit sechseckiger Struktur), sechseckige Plättchen oder Säulen.
Dieser Prozess läuft üblicherweise in der oberen Troposphäre ab, wo während des ganzen Jahres Eiskristallwolken (Schleierwolken – Cirrus oder Cirrostratus, siehe Wolken) vorkommen. Durch Brechung und Spiegelung des Sonnenlichts an den Eiskristallen können farbenprächtige oder auch weisse Bögen, Kreise und Fragmente am Himmel entstehen.
Diese Erscheinung wird als Halo bezeichnet und tritt - in Abhängigkeit von den beteiligten Kristallstrukturen - in verschiedensten Formen und relativ häufig auf.
Eiskristalle und somit auch Halos können an kalten Wintertagen am Nebelrand oder bei sehr hoher Luftfeuchtigkeit auch in Bodennähe entstehen. Weil diese sogenannten Eisnebelhalos sehr nahe am Beobachter entstehen, werden sie als sehr eindrücklich wahrgenommen.
Die Namen und Beschreibungen zu den verschiedenen Halo-Arten sind beim Arbeitskreis Meteore zu finden. Hier sind auch umfangreiche Informationen zu anderen optischen Erscheinungen in der Atmosphäre abrufbar.