Ánh sáng hình thành nên CZA đi vào một tinh thể băng hình lăng trụ lục giác qua mặt đáy trên phẳng của nó và thoát ra qua một mặt bên. Chùm ánh sáng gần song song của Mặt Trời được khúc xạ qua các tinh thể có bản chất giống như một lăng kính 90°, đây là nguyên nhân cho sự tán sắc màu rộng và độ tinh khiết của màu. CZA chỉ có thể hình thành khi Mặt Trời ở độ cao thấp hơn 32,2°. CZA sáng nhất khi Mặt Trời cao 22° so với đường chân trời khiến cho các tia sáng Mặt Trời đi vào và thoát ra khỏi các tinh thể ở góc lệch tối thiểu; vì thế nó còn có bán kính góc khoảng 22° và độ rộng khoảng 3°. Bán kính của CZA thay đổi trong khoảng từ 32,2° xuống đến 0° tùy theo độ cao của Mặt Trời, càng gần tới một trong hai cận giá trị này CZA trở nên càng mờ nhạt. Khi Mặt Trời lên cao quá 32,2°, ánh sáng sẽ thoát ra khỏi các tinh thể qua mặt dưới thay vì mặt bên, để góp phần tạo ra vòng tròn parhelic gần như không màu.

Bởi hiện tượng này cũng đòi hỏi các tinh thể băng phải được định hướng theo cùng một hướng xác định, nó chỉ xảy ra trong trường hợp không có sự nhiễu động không khí và không có luồng khí lên xuống đáng kể.