Mây dạ quang nói chung không màu hay có màu lam nhạt[27] mặc dù đôi khi các màu khác như đỏ hay lục cũng có thể xảy ra[28]. Màu lam đặc trưng đến từ sự hấp thụ của ôzôn trên đoạn đường của các tia sáng chiếu sáng mây dạ quang[29]. Chúng có thể xuất hiện như là các dải không có nét đặc trưng[27] nhưng thường xuyên thể hiện các kiểu mẫu đặc biệt như các vệt, các chuyển động nhấp nhô tương tự như sóng và các xoáy lốc[30]. Chúng được coi là "hiện tượng tự nhiên đẹp"[31]. Các đám mây dạ quang có thể bị nhầm lẫn với mây ti, nhưng dường như là sắc nét hơn khi có sự phóng đại bằng ống nhòm[27]. Những đám mây dạ quang sinh ra từ khí thải tên lửa có xu hướng có các màu sắc khác với màu trắng bạc hay màu lam[28] do hiện tượng ngũ sắc gây ra bởi các giọt nước có kích thước tương tự nhau được sinh ra[32].

Các đám mây dạ quang có thể được quan sát thấy tại các vĩ độ trong khoảng từ 50 tới 60 độ[33]. Chúng xuất hiện ít hơn tại các vĩ độ thấp hơn (mặc dù có thể quan sát thấy tại Utah hay Ý nằm ở các vĩ độ (khoảng 40) xa hơn về phía nam)[27] và ở các vĩ độ gần với hai địa cực, do bầu trời tại đó không đủ tối để các đám mây này có thể trở thành nhìn thấy được[34]. Chúng xuất hiện trong mùa hè, từ giữa tháng 5 tới giữa tháng 8 ở Bắc bán cầu và từ giữa tháng 11 tới giữa tháng 2 ở Nam bán cầu[27]. Chúng rất mờ nhạt và loãng nên chỉ có thể nhìn thấy trong tranh tối tranh sáng quanh thời điểm mặt trời mọc hay mặt trời lặn khi các đám mây ở các cao độ thấp hơn nằm trong bóng tối nhưng mây dạ quang vẫn được Mặt Trời chiếu sáng[34]. Tốt nhất nên quan sát chúng khi mặt trời nằm trong khoảng từ 6 tới 16 độ phía dưới đường chân trời[35] (tranh tối tranh sáng hàng hải và thiên văn). Mặc dù mây dạ quang xuất hiện tại cả hai bán cầu, nhưng chúng được quan sát thấy cả ngàn lần tại Bắc bán cầu nhưng ít hơn 100 lần tại Nam bán cầu. Mây dạ quang tại Nam bán cầu là nhạt hơn và xuất hiện cũng ít thường xuyên hơn; có thể là do các khác biệt liên bán cầu (nhiệt độ và/hoặc hơi nước), bên cạnh việc Nam bán cầu có ít diện tích đất đai hơn và dân số cũng ít hơn để có thể có nhiều quan sát[10][36].

Mây dạ quang có thể thể hiện một lượng lớn các kiểu hình thái và dạng khác nhau. Một sơ đồ nhận dạng do Fogle phát triển năm 1970 phân loại chúng thành 5 dạng khác nhau. Các phân loại này kể từ đó đã được sửa đổi và phân chia nhỏ hơn nữa[37].

Chúng có thể được nghiên cứu từ mặt đất, từ không gian và trực tiếp bằng tên lửa khí tượng học. Bên cạnh đó, một số mây dạ quang hợp thành từ các tinh thể nhỏ với kích thước không quá 30 nm, và chúng là không thấy được đối với các nhà quan sát trên mặt đất do chúng tán xạ không đủ lượng ánh sáng cần thiết[1].